Diskless komputer merupakan seperangkat komputer yang tidak memiliki komponen harddisk atau disket untuk beroperasi.
Mungkin banyak yang heran. Bagaimana mungkin sebuah komputer bisa beroperasi tanpa adanya komponen penyimpan data seperti harddisk atau disket. Bagaimana bisa melakukan operasi booting kalau tidak ada harddisk atau disket.
Bagi anda yg belum mengetahui, proses booting (Startup) komputer dapat dilakukan tanpa adanya harddisk atau disket. Proses booting menggunakan Boot ROM yang ada pada LAN Card (kartu jaringan) komputer . Tidak semua LAN Card mensupport Boot ROM. Biasanya LAN Card yang mensupport Boot ROM lebih mahal harganya. Bila LAN Card yang memiliki Boot ROM telah dipasang pada komputer biasanya akan terlihat message yang menginformasikan apakah booting akan dilakukan via LAN Card .
Mungkin ada pertanyaan yg masih membingungkan yaitu proses booting komputer itu adalah proses yg sangat kompleks yang melibatkan Operating System (Windows, Linux).
Dimana Operationg System itu jelas jelas membutuhkan Disk Space yang besar. Sementara Sistem komputer Diskless tidak memiliki harddisk ataupun disket. Bagaimana mungkin bisa terjadi proses booting komputer ?
Sistem operasi yang akan dilakukan utk proses booting memang tidak berada pada diskless komputer tetapi disimpan di komputer lain (Server) . Sistem operasi ini ada yg tersimpan dalam bentuk image file . Yaitu 1 file image yang akan ditransfer dari server ke diskless komputer. Dimana file ini akan diproses dan diloading ke memory . Saat aktif di memory, file ini akan dieksekusi saat proses booting. Biasanya metode ini menggunakan sistem operasi misal DOS , Linux (Text based). Pembuatan file image sangat sederhana yaitu anda menggunakan tool yang akan mengcapture disk booting misal DOS menjadi 1 file image.
Dengan proses diatas komputer diskless seakan akan booting dengan system operasi DOS tanpa menggunakan harddisk.
Ada metode lain yang lebih canggih menggunakan konsep TERMINAL SERVER dimana komputer diskless akan booting dan user dapat menggunakan sistem operasi canggih seperti Windows atau Linux GUI.
Proses kerja hampir mirip dengan proses menggunakan image file. Tapi image file yg digunakan bukanlah image file DOS melainkan image file aplikasi client terminal server.
Saat aplikasi client terminal server telah aktif di komputer diskless maka user dapat login ke terminal server. Dan mengakses resource yanga ada diterminal server.
Tampilan yang ada di komputer user telah lengkap dengan menu seperti desktop dan aplikasi lain yang telah terinstall di terminal server
Tampilkan postingan dengan label komputer. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label komputer. Tampilkan semua postingan
Jumat, 23 Mei 2008
Rabu, 13 Februari 2008
Disain Chace pada Sistem Komputer
Pada rancangan prosesor modern dengan beberapa tingkat pipeline, upaya untuk mengisi penuh seluruh pipeline dengan instruksi dan data perlu dilakukan agar operasi sistem komputer secara keseluruhan efisien.
Perbeda umumnya sekitar 8 KB. Waktu yang diperlukan untuk mengakses data atau instruksi dalam cache internal ini sedikit lebih lama dibanding register, yakni beberapa siklus detak.
Prosesor-prosesor mutakhir dilengkapi dengan cache level kedua yang kapasitasnya lebih besar dan ditempatkan di luar chip. Prosesor P6 (Pentium Pro), misalnya, cache level pertamanya berkapasitas 8KB untuk data dan 8 KB untuk instruksi. Cache level keduanya berkapasitas 256 KB, yang merupakan keping terpisah tetapi dikemas menjadi satu dengan prosesornya. Selama program dieksekusi, sistem komputer secara terus menerus memindah-mindahkan data dan instruksi ke berbagai tingkat dalam hirarki sistem "memori".
Data dipindahkan menuju ke puncak hirarki bila diakses oleh prosesor, dan dikembalikan lagi ke hirarki yang lebih rendah bila sudah tidak diperlukan lagi. Data-data tersebut ditransfer dalam satuan-satuan yang disebut "blok"; satu "blok" dalam cache disebut satu "baris". Umumnya, data yang berada pada suatu level hirarki merupakan bagian dari data yang disimpan pada level di bawahnya.
Program komputer pada umumnya tidak mengakses memori secara acak. Besar kecenderungannya bahwa bila program mengakses suatu word maka dalam waktu dekat word tersebut akan diakses lagi. Hal ini dikenal sebagai prinsip lokalitas temporal. Juga besar kecenderungannya bahwa dalam waktu dekat word yang berada di dekat word yang baru diakses akan diakses juga.
Yang terakhir ini dikenal sebagai prinsip lokalitas spatial. Karena sifat lokalitas temporal, maka harus diperhatikan word yang telah ada dalam cache, dan karena sifat lokalitas spatial maka perlu diperhatikan kemungkinan memindahkan beberapa word yang berdekatan sekaligus.
Rasio (Kena) dan Waktu Akses
Kemungkinan bahwa suatu kata (word) berupa data/instruksi ditemukan dalam cache (disebut kena atau hit) sehingga prosesor tidak perlu mencarinya dalam memori utama, akan tergantung pada program, ukuran dan organisasi cache. Bila kata yang diperlukan tidak ada dalam cache (berarti luput atau miss), maka prosesor harus merujuknya ke memori utama. Rasio kena (h) didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah perujukan yang berhasil memperoleh kata dari cache dengan banyaknya perujukan yang dilakukan.
h = (jumlah perujukan yang berhasil) / ( jumlah perujukan)
Dalam studi tentang cache, pengukuran umumnya justru terhadap rasio luput (miss) yang besarnya adalah:
m = (1 - h)
Waktu akses rata-rata, dengan asumsi bahwa perujukan selalu dilakukan ke cache lebih dahulu sebelum ke memori utama, dapat dihitung sebagai berikut:
t a = t c + (1-h) t m
dengan ta adalah waktu akses rata-rata, tc adalah waktu akses cache dan tm adalah waktu akses ke memori utama. Setiap kali prosesor terpaksa mengakses memori utama, diperlukan tambahan waktu akses sebesar tm(1-h). Misalnya, bila rasio kena adalah 0,85, waktu akses ke memori utama adalah 200 ns dan waktu akses ke cache adalah 25 ns, maka waktu akses rata-rata adalah 55 ns.
Bila persamaan ta disusun ulang, dapat ditulis menjadi:
t a = t c {1/k + (1-h)}
dengan k adalah rasio antara waktu akses memori utama dengan waktu akses cache (tm/tc).
Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa waktu akses rata-rata didominasi oleh rasio waktu akses memori utama dengan cache bila k kecil. Pada kasus di atas, dengan waktu akses memori utama 200 ns dan waktu akses cache 25 ns, maka k = 8. Rasio luput 1 prosen menyebabkan waktu akses rata-rata menjadi 27 ns, tidak jauh beda dengan waktu akses cache. Pada umumnya k berkisar antara 3-10.
Organlam setiap kelompok, cache dipetakan secara asosiatif-penuh. Cache dengan dua baris per kelompok atau cache asosiatif-kelompok dua-jalan memerlukan dua pembandingan untuk satu kali akses. Selain membutuhkan lebih sedikit pembandingan dibanding cache asosiatif-penuh, cache asosiatif-kelompok juga memudahkan implementasi teknik LRU (least recently used). Bit tengah dari alamat digunakan untuk memilih sekelompok baris (bukan hanya satu baris seperti pada sistem pemetaan langsung). Tag alamat kemudian dicocokkan dengan tag seluruh baris cache yang dipilih.
Selain ketiga organisasi cache di atas, pada masa-masa awal pemanfaatan sistem cache beberapa jenis prosesor menggunakan cache, dengan pemetaan-sektor. Pada pemetaan sektor, baik memori utama maupun cache dibagi menjadi sektor-sektor. Setiap sektor terdiri atas sejumlah blok. Sembarang sektor pada memori utama dapat terpetakan ke sembarang sektor dalam cache, dengan suatu tag disimpan bersama tiap-tiap sektor dalam cache untuk mengidentifikasi alamat sektor memori utama. Dalam pengirimannya ke cache atau pengembaliannya ke memori utama, data/instruksi tidak dikirim sektor per sektor tetapi blok per blok.
Pada saat terjadi luput sektor (sector miss) blok yang diperlukan dari satu sektor dipindahkan ke lokasi tertentu dalam satu sektor. Lokasi sektor dalam cache dipilih berdasarkan algoritma penggantian tertentu. Desain ini sudah tidak populer lagi karena prosentase kena (hit) lebih rendah dibanting dengan organisasi asosiatif-kelompok.
Operasi Asinkron
Karena tajamnya perbedaan kecepatan operasi prosesor dengan waktu akses ke memori maka biasanya ditambahkan rangkaian perangkat keras ke dalam prosesor untuk meminimalkan rugi operasi akibat terjadi luput (miss) dalam pengaksesan data/instruksi dalam cache.
Pada rancangan prosesor yang paling sederhana, jika cache mengisyaratkan terjadinya luput, prosesor berada pada kondisi menunggu. Rangkaian demikian memang sederhana, tetapi memaksa instruksi berikutnya menunggu dieksekusi sampai cache terisi. Pada rancangan yang lebih canggih, prosesor dapat mengeksekusi instruksi-instruksi berikutnya yang tidak bergantung pada isi cache yang ditunggu. Jika terjadi luput lagi sementara luput sebelumnya belum selesai, prosesor akan berhenti sebagai tanda bahwa telah terjadi satu luput. Pada umumnya dapat ditolerir dua atau lebih keadaan luput sebelum prosesor berhenti.
Pada rancangan prosesor paling sederhana, jika terjadi luput, seluruh baris yang berisi nilai yang diperlukan akan diisikan dan diberikan kepada prosesor. Hal ini menjamin bahwa luput berikutnya pada baris yang sama tidak mungkin terjadi saat baris dalam proses dipindahkan.
Metode yang lebih canggih mengisikan baris cache mulai dari kata (word) data yang diminta dan seterusnya sampai ke awal baris. Kata data yang diminta dipasok ke prosesor segera setelah dikirim dari memori, dan sisanya dipindahkan saat prosesor melanjutkan pemrosesan.
Terdapat banyak parameter organisasi cache, masing-masing mempunyai implikasi berbeda terhadap unjuk-kerjanya. Parameter-parameter itu adalah: ukuran cache, ukuran baris, jenis pengalamatan (nyata atau maya) dan derajat ketaksinkronan (yakni, jumah luput yang ditolerir). Perhatian terhadap parameter-perameter tersebut penting dalam mengevaluasi sistem komputer. Hasil uji suatu sistem komputer mungkin berbeda sama sekali bila prosesor yang sama dikombinasikan dengan organisasi cache yang berbeda.
Hari Wibawanto adalah Staf Pengajar Pendidikan Teknik Elektro FPTK IKIP Semarang
Memori Nyata dan Mada sistem cache dengan alamat-maya, data harus dihapus setiap kali terjadi pemindahan kendali. Bila tidak, aplikasi A misalnya, akan membaca isi alamat 0 aplikasi B, bukan alamat 0nya sendiri. Karena alasan itulah, cache dengan alamat nyata memiliki unjuk kerja yang lebih baik dalam lingkungan multitasking di mana pemindahan kendali relatif sering terjadi.
Cache Tunggal dan Cache Ganda
Bagaimanapun baiknya organisasi cache, kemungkinan terjadinya luput (miss), yakni tidak didapatkannya instruksi atau data yang diperlukan di dalam cache sehingga prosesor harus mengaksesnya dari memori utama, selalu ada. Prosentase luput yang terjadi merupakan salah satu kriteria dalam menilai unjuk kerja cache. Tujuan utama organisasi cache adalah menekan prosentase luput, karena setiap terjadi luput, prosesor harus menghabiskan lebih banyak siklus detak untuk mengakses data atau instruksi dari memori utama.
Unjuk kerja cache berkaitan langsung dengan organisasi yang diterapkan. Secara kasar dapat dinyatakan bahwa cache berukuran n yang dipetakan langsung (direct-mapped) memiliki prosentase luput yang sama dengan cache asosiatif-kelompok dua-arah berukuran n/2. Jelas bahwa besarnya kapasitas cache bukanlah ukuran akurat untuk menilai unjuk kerjanya.
Hal lain yang juga perlu diperhatikan dalam membandingkan cache adalah arsitekturnya. Beberapa prosesor menerapkan sistem cache tunggal, yakni dimiliki secara bersama oleh data maupun instruksi. Arsitektur cache jenis ini dikenal sebagai arsitektur Princeton. Prosesor Amd486DX2 merupakan contoh prosesor dengan arsitektur Princeton. Sistem prosesor lain, misalnya P6 (Pentium Pro), menggunakan dua cache, yakni satu cache data dan satu cache instruksi. Prosesor dengan cache ganda seperti ini dikenal sebagai prosesor dengan cache berarsitektur Harvard.
Pemisahan antara cache instruksi dengan cache data menyebabkan hilangnya interferensi antara perujukan data dan perujukan instruksi. Pemisahan cache instruksi dari cache data juga memungkinkan pengambilan data dan instruksi secara bersamaan. Arsitektur Harvard memiliki dua kelemahan pokok. Jika suatu program memperbarui dirinya sendiri dengan menuliskan instruksi baru, instruksi tersebut akan ditulis dalam cache data.
Sebelum instruksi baru itu dapat dieksekusi, kedua cache harus dikosongkan, dan modifikasi yang dilakukan tadi disimpan dulu ke memori utama. Cache instruksi mengambil instruksi hasil modifikasi tersebut dari memori utama. Kelemahan kedua, bila suatu program memerlukan cache instruksi yang lebih besar dan cache data yang lebih kecil, cache berarsitektur Hardvard tidak bisa memenuhi karena alokasinya tidak bisa diubah seperti cache tunggal.
an kecepatan operasi antara prosesor dan memori utama bisa menjadi kendala bagi dicapainya efisiensi kerja sistem komputer. Bila prosesor bekerja jauh lebih cepat daripada memori utama maka setiap kali prosesor mengambil instruksi atau data, diperlukan waktu tunggu yang cukup lama. Waktu tunggu tersebut akan lebih berarti bila digunakan untuk memproses data.
Kendala ini menyebabkan diperlukannya cache, yakni memori berkapasitas kecil tetapi berkecepatan tinggi, yang dipasang di antara prosesor dan memori utama. Instruksi dan data yang sering diakses oleh prosesor ditempatkan dalam cache sehingga dapat lebih cepat diakses oleh prosesor. Hanya bila data atau instruksi yang diperlukan tidak tersedia dalam cache barulah prosesor mencarinya dalam memori utama.
Cache umumnya menggunakan memori statik yang mahal harganya, sedangkan memori utama menggunakan memori dinamik yang jauh lebih murah. Sistem komputer akan bekerja sangat cepat apabila seluruh sistem memori utamanya menggunakan memori statik, tetapi akibatnya harga sistem komputer akan menjadi sangat mahal. Selain itu, karena hamburan panas pada memori statik lebih besar, sistem komputer yang menggunakan memori statik ini akan menghasilkan panas yang berlebihan.
Hirarki Sistem Memori
Pada sistem komputer terdapat berbagai jenis memori, yang berdasarkan kecepatan dan posisi relatifnya terhadap prosesor, bisa disusun secara hirarkis.
Puncak hirarki sistem "memori" komputer adalah register yang berada dalam chip prosesor dan merupakan bagian integral dari prosesor itu sendiri. Isi register-register itu bisa dibaca dan ditulisi dalam satu siklus detak. Level hirarki berikutnya adalah memori cache internal (on-chip). Kapasitas cache internal yang sering disebut sebagai cache level pertama iniisasi Cache
Dalam mendesain sistem cache, yang pertama kali perlu diperhatikan adalah masalah penempatan suatu blok data/instruksi dari memori utama ke baris-baris cache. Berkaitan dengan masalah itu, ada tiga macam organisasi cache yakni organisasi cache yang dipetakan langsung (direct-mapped), asosiatif penuh (fully associative), dan asosiatif-kelompok ( set-associative).
Misalkan suatu sistem menggunakan pengalamatan 32-bit. Jika ukuran tiap-tiap blok adalah 64 byte (26) maka 6-bit terendah dari alamat tersebut (yang disebut offset) menentukan byte mana dalam blok itu yang dialamati. Jika cache terdiri atas 1024 (210) baris yang masing-masing terdiri dari 64 byte, maka 10 bit berikutnya menentukan pada baris mana blok yang diambil harus ditempatkan. Bit sisanya, yakni 16-bit paling atas yang disebut tag bersesuaian dengan baris cache. Organisasi cache yang dipetakan langsung, menyimpan satu tag perbaris dalam larik tag-nya.
Selama pengaksesan memori, pada operasi load misalnya, cache menggunakan bit-bit tengah alamat sebagai indeks ke larik tagnya. Tag yang muncul dicocokkan dengan 16-bit teratas dari alamat memori yang diakses. Jika cocok, data yang ditunjukan oleh nilai offset akan dikirim ke prosesor. Bila tidak cocok, isi baris cache diganti dengan blok yang diperlukan, yang diambil dari memori utama.
Organisasi cache yang dipetakan langsung hanya memerlukan satu kali pembandingan untuk setiap akses ke cache. Baris cache merupakan indeks yang diimplementasikan dengan perangkat keras, sehingga hanya tag dari alamat memori yang diakses yang perlu dibandingkan dengan baris cache. Pada sistem komputer yang memerlukan frekuensi detak tinggi, cara ini sangat menguntungkan. Masalah muncul apabila dua blok yang sering diakses dipetakan ke baris cache yang sama. Dua blok ini akan saling usir dari cache.
Alamat dibagi menjadi dua bagian, yakni bagian tag dan offset. Tag dicocokkan dengan seluruh tag yang ada dalam baris cache.
Dalam rancangan cache asosiatif-penuh (fully associative), suatu blok dapat ditempatkan pada baris cache manapun. Secara sederhana alamat dibagi menjadi dua bagian yakni bit rendah dan bit tinggi. Bit rendah membentuk offset di dalam baris cache, sedangkan bit tinggi membentuk tag untuk dicocokkan dengan rujukan berikutnya.
Cache asosiatif-penuh harus memiliki mekanisme untuk menentukan ke dalam baris mana suatu blok harus ditempatkan. Blok dapat ditempatkan dalam baris manapun yang kosong, tetapi bila semua baris cache penuh harus ditentukan blok mana yang akan dikeluarkan dari cache. Idealnya, digunakan prinsip LRU (least recently used) yakni blok yang paling lama tidak dipakai dikeluarkan dari cache. Karena cukup mahal mengimplementasikannya, maka umumnya digunakan teknik-teknik yang mendekati prinsip LRU.
Cache asosiatif-penuh memecahkan masalah konflik alamat dengan resiko memperbanyak implementasi rangkaian perangkat keras untuk membandingkan tag terhadap semua baris cache. Untuk memperkecil resiko tersebut sekaligus mengurangi terjadinya konflik alamat, dirancang organisasi cache yang lain yakni asosiatif-kelompok (set-associative).
Dalam cache asosiatif-kelompok, satu kelompok terdiri atas beberapa baris. Bit alamat bagian tengah menentukan kelompok baris di mana suatu blok ditempatkan.
Mikroprosesor Amd486DX2, misalnya, memiliki 8 KB cache asosiatif-kelompok empat-jalan (four-way set-associative) dengan baris masing-masing selebar 26 byte. Cache sebesar 8 KB tersebut dibagi menjadi 128 kelompok yang masing-masing terdiri atas empat baris.
Daemori Maya
Sistem operasi yang memberikan fasilitas multitasking, misalnya OS/2 atau Unix, mampu memberikan kesan seolah-olah setiap program mengakses dan mengalokasikan memori sendiri-sendiri tanpa khawatir terjadi tumpang-tindih pemakaian ruang memori. Padahal kenyataannya, setiap byte memori utama hanya memiliki satu alamat saja. Sistem operasi bersama-sama dengan perangkat keras menciptakan dua jenis alamat yakni alamat nyata dan alamat maya. Program menggunakan alamat maya sedangkan pengendali sistem memori memerlukan alamat nyata.
Sistem operasi mengalokasikan memori untuk program dalam unit-unit berukuran tetap yang disebut halaman (page). Satu halaman pada umumnya berukuran 4 KB. Sistem operasi juga menyimpan tabel yang berisi pemetaan halaman maya ke halaman nyata. Setiap kali program mengakses alamat maya, sistem harus melihat tabel translasi alamat maya ke alamat nyata sehingga lokasi memori yang benar dapat diakses.
Sistem pemeriksaan tabel (table look-up) memerlukan waktu operasi yang cukup lama. Oleh karena itu, prosesor menggunakan cache khusus yang disebut sebagai TLB (translation look-aside buffer) untuk menyimpan translasi alamat terbaru. Jadi, hanya bila translasi halaman yang diperlukan tidak tersedia dalam TLB, sistem operasi akan menginterupsi program, memeriksa translasi halaman dalam tabel yang menetap dalam memori (memory resident), mengisikan hasil translasi ke dalam TLB dan mengembalikan kontrol kepada program.
Luput yang terjadi pada TLB memerlukan siklus detak yang lebih banyak daripada luput yang terjadi pada cache. Bila terjadi luput pada TLB maka seluruh alur-pipa (pipeline) harus dikosongkan, register-register harus diselamatkan, rutin pemeriksaan harus dieksekusi, dan register-register harus dipulihkan. Proses ini memerlukan belasan bahkan ratusan siklus detak.
Untuk memeriksa dan menyimpan data dalam cache, baik alamat nyata maupun alamat maya dapat dipakai. Pemilihan organisasi cache mempengaruhi berbagai aspek dalam organisasi sistem komputer dan unjuk-kerja aplikasi.
Cache Alamat Maya
Cache dengan alamat maya memiliki beberapa kelebihan. Pengendali cache tidak perlu menunggu selesainya proses translasi alamat sebelum mulai memeriksa alamat dalam cache sehingga pasokan data dapat lebih cepat diberikan. Karena program juga menggunakan alamat maya, pelaksanaan program yang sama akan membentuk pola pemakaian cache yang sama pula.
Pada cache yang dipetakan ke alamat nyata, sistem operasi bisa saja mengalokasikan halaman nyata yang berbeda untuk pelaksanaan program yang sama. Dengan demikian, tag dari cache untuk alamat-alamat instruksi bisa berbeda pada pelaksanaan program yang sama, bahkan meskipun dilakukan komputasi yang sama. Unjuk-kerja bisa berbeda jauh meskipun program yang dijalankan sama, terutama bila alamat nyata tersebut dipetakan langsung.
Cache Alamat Nyata
Meski cache dengan alamat nyata unjuk-kerjanya bervariasi, cache ini memiliki dua kelebihan. Pertama, jika cache eksternal dirancang untuk prosesor yang memiliki unit pengelola memori internal (on-chip memory management unit), alamat yang dikirimkan oleh prosesor telah merupakan alamat hasil translasi, dan dengan demikian cache dengan alamat nyata adalah satu-satunya pilihan. Kedua, karena semua alamat adalah untuk ruang alamat-nyata tunggal, maka data dapat ditinggalkan dalam cache saat sistem operasi memindahkan kendali dari satu aplikasi ke aplikasi lain.
Hal ini tidak bisa dilakukan pada cache yang menggunakan ruang alamat-maya berbeda untuk tiap-tiap aplikasi. P
Perbeda umumnya sekitar 8 KB. Waktu yang diperlukan untuk mengakses data atau instruksi dalam cache internal ini sedikit lebih lama dibanding register, yakni beberapa siklus detak.
Prosesor-prosesor mutakhir dilengkapi dengan cache level kedua yang kapasitasnya lebih besar dan ditempatkan di luar chip. Prosesor P6 (Pentium Pro), misalnya, cache level pertamanya berkapasitas 8KB untuk data dan 8 KB untuk instruksi. Cache level keduanya berkapasitas 256 KB, yang merupakan keping terpisah tetapi dikemas menjadi satu dengan prosesornya. Selama program dieksekusi, sistem komputer secara terus menerus memindah-mindahkan data dan instruksi ke berbagai tingkat dalam hirarki sistem "memori".
Data dipindahkan menuju ke puncak hirarki bila diakses oleh prosesor, dan dikembalikan lagi ke hirarki yang lebih rendah bila sudah tidak diperlukan lagi. Data-data tersebut ditransfer dalam satuan-satuan yang disebut "blok"; satu "blok" dalam cache disebut satu "baris". Umumnya, data yang berada pada suatu level hirarki merupakan bagian dari data yang disimpan pada level di bawahnya.
Program komputer pada umumnya tidak mengakses memori secara acak. Besar kecenderungannya bahwa bila program mengakses suatu word maka dalam waktu dekat word tersebut akan diakses lagi. Hal ini dikenal sebagai prinsip lokalitas temporal. Juga besar kecenderungannya bahwa dalam waktu dekat word yang berada di dekat word yang baru diakses akan diakses juga.
Yang terakhir ini dikenal sebagai prinsip lokalitas spatial. Karena sifat lokalitas temporal, maka harus diperhatikan word yang telah ada dalam cache, dan karena sifat lokalitas spatial maka perlu diperhatikan kemungkinan memindahkan beberapa word yang berdekatan sekaligus.
Rasio (Kena) dan Waktu Akses
Kemungkinan bahwa suatu kata (word) berupa data/instruksi ditemukan dalam cache (disebut kena atau hit) sehingga prosesor tidak perlu mencarinya dalam memori utama, akan tergantung pada program, ukuran dan organisasi cache. Bila kata yang diperlukan tidak ada dalam cache (berarti luput atau miss), maka prosesor harus merujuknya ke memori utama. Rasio kena (h) didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah perujukan yang berhasil memperoleh kata dari cache dengan banyaknya perujukan yang dilakukan.
h = (jumlah perujukan yang berhasil) / ( jumlah perujukan)
Dalam studi tentang cache, pengukuran umumnya justru terhadap rasio luput (miss) yang besarnya adalah:
m = (1 - h)
Waktu akses rata-rata, dengan asumsi bahwa perujukan selalu dilakukan ke cache lebih dahulu sebelum ke memori utama, dapat dihitung sebagai berikut:
t a = t c + (1-h) t m
dengan ta adalah waktu akses rata-rata, tc adalah waktu akses cache dan tm adalah waktu akses ke memori utama. Setiap kali prosesor terpaksa mengakses memori utama, diperlukan tambahan waktu akses sebesar tm(1-h). Misalnya, bila rasio kena adalah 0,85, waktu akses ke memori utama adalah 200 ns dan waktu akses ke cache adalah 25 ns, maka waktu akses rata-rata adalah 55 ns.
Bila persamaan ta disusun ulang, dapat ditulis menjadi:
t a = t c {1/k + (1-h)}
dengan k adalah rasio antara waktu akses memori utama dengan waktu akses cache (tm/tc).
Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa waktu akses rata-rata didominasi oleh rasio waktu akses memori utama dengan cache bila k kecil. Pada kasus di atas, dengan waktu akses memori utama 200 ns dan waktu akses cache 25 ns, maka k = 8. Rasio luput 1 prosen menyebabkan waktu akses rata-rata menjadi 27 ns, tidak jauh beda dengan waktu akses cache. Pada umumnya k berkisar antara 3-10.
Organlam setiap kelompok, cache dipetakan secara asosiatif-penuh. Cache dengan dua baris per kelompok atau cache asosiatif-kelompok dua-jalan memerlukan dua pembandingan untuk satu kali akses. Selain membutuhkan lebih sedikit pembandingan dibanding cache asosiatif-penuh, cache asosiatif-kelompok juga memudahkan implementasi teknik LRU (least recently used). Bit tengah dari alamat digunakan untuk memilih sekelompok baris (bukan hanya satu baris seperti pada sistem pemetaan langsung). Tag alamat kemudian dicocokkan dengan tag seluruh baris cache yang dipilih.
Selain ketiga organisasi cache di atas, pada masa-masa awal pemanfaatan sistem cache beberapa jenis prosesor menggunakan cache, dengan pemetaan-sektor. Pada pemetaan sektor, baik memori utama maupun cache dibagi menjadi sektor-sektor. Setiap sektor terdiri atas sejumlah blok. Sembarang sektor pada memori utama dapat terpetakan ke sembarang sektor dalam cache, dengan suatu tag disimpan bersama tiap-tiap sektor dalam cache untuk mengidentifikasi alamat sektor memori utama. Dalam pengirimannya ke cache atau pengembaliannya ke memori utama, data/instruksi tidak dikirim sektor per sektor tetapi blok per blok.
Pada saat terjadi luput sektor (sector miss) blok yang diperlukan dari satu sektor dipindahkan ke lokasi tertentu dalam satu sektor. Lokasi sektor dalam cache dipilih berdasarkan algoritma penggantian tertentu. Desain ini sudah tidak populer lagi karena prosentase kena (hit) lebih rendah dibanting dengan organisasi asosiatif-kelompok.
Operasi Asinkron
Karena tajamnya perbedaan kecepatan operasi prosesor dengan waktu akses ke memori maka biasanya ditambahkan rangkaian perangkat keras ke dalam prosesor untuk meminimalkan rugi operasi akibat terjadi luput (miss) dalam pengaksesan data/instruksi dalam cache.
Pada rancangan prosesor yang paling sederhana, jika cache mengisyaratkan terjadinya luput, prosesor berada pada kondisi menunggu. Rangkaian demikian memang sederhana, tetapi memaksa instruksi berikutnya menunggu dieksekusi sampai cache terisi. Pada rancangan yang lebih canggih, prosesor dapat mengeksekusi instruksi-instruksi berikutnya yang tidak bergantung pada isi cache yang ditunggu. Jika terjadi luput lagi sementara luput sebelumnya belum selesai, prosesor akan berhenti sebagai tanda bahwa telah terjadi satu luput. Pada umumnya dapat ditolerir dua atau lebih keadaan luput sebelum prosesor berhenti.
Pada rancangan prosesor paling sederhana, jika terjadi luput, seluruh baris yang berisi nilai yang diperlukan akan diisikan dan diberikan kepada prosesor. Hal ini menjamin bahwa luput berikutnya pada baris yang sama tidak mungkin terjadi saat baris dalam proses dipindahkan.
Metode yang lebih canggih mengisikan baris cache mulai dari kata (word) data yang diminta dan seterusnya sampai ke awal baris. Kata data yang diminta dipasok ke prosesor segera setelah dikirim dari memori, dan sisanya dipindahkan saat prosesor melanjutkan pemrosesan.
Terdapat banyak parameter organisasi cache, masing-masing mempunyai implikasi berbeda terhadap unjuk-kerjanya. Parameter-parameter itu adalah: ukuran cache, ukuran baris, jenis pengalamatan (nyata atau maya) dan derajat ketaksinkronan (yakni, jumah luput yang ditolerir). Perhatian terhadap parameter-perameter tersebut penting dalam mengevaluasi sistem komputer. Hasil uji suatu sistem komputer mungkin berbeda sama sekali bila prosesor yang sama dikombinasikan dengan organisasi cache yang berbeda.
Hari Wibawanto adalah Staf Pengajar Pendidikan Teknik Elektro FPTK IKIP Semarang
Memori Nyata dan Mada sistem cache dengan alamat-maya, data harus dihapus setiap kali terjadi pemindahan kendali. Bila tidak, aplikasi A misalnya, akan membaca isi alamat 0 aplikasi B, bukan alamat 0nya sendiri. Karena alasan itulah, cache dengan alamat nyata memiliki unjuk kerja yang lebih baik dalam lingkungan multitasking di mana pemindahan kendali relatif sering terjadi.
Cache Tunggal dan Cache Ganda
Bagaimanapun baiknya organisasi cache, kemungkinan terjadinya luput (miss), yakni tidak didapatkannya instruksi atau data yang diperlukan di dalam cache sehingga prosesor harus mengaksesnya dari memori utama, selalu ada. Prosentase luput yang terjadi merupakan salah satu kriteria dalam menilai unjuk kerja cache. Tujuan utama organisasi cache adalah menekan prosentase luput, karena setiap terjadi luput, prosesor harus menghabiskan lebih banyak siklus detak untuk mengakses data atau instruksi dari memori utama.
Unjuk kerja cache berkaitan langsung dengan organisasi yang diterapkan. Secara kasar dapat dinyatakan bahwa cache berukuran n yang dipetakan langsung (direct-mapped) memiliki prosentase luput yang sama dengan cache asosiatif-kelompok dua-arah berukuran n/2. Jelas bahwa besarnya kapasitas cache bukanlah ukuran akurat untuk menilai unjuk kerjanya.
Hal lain yang juga perlu diperhatikan dalam membandingkan cache adalah arsitekturnya. Beberapa prosesor menerapkan sistem cache tunggal, yakni dimiliki secara bersama oleh data maupun instruksi. Arsitektur cache jenis ini dikenal sebagai arsitektur Princeton. Prosesor Amd486DX2 merupakan contoh prosesor dengan arsitektur Princeton. Sistem prosesor lain, misalnya P6 (Pentium Pro), menggunakan dua cache, yakni satu cache data dan satu cache instruksi. Prosesor dengan cache ganda seperti ini dikenal sebagai prosesor dengan cache berarsitektur Harvard.
Pemisahan antara cache instruksi dengan cache data menyebabkan hilangnya interferensi antara perujukan data dan perujukan instruksi. Pemisahan cache instruksi dari cache data juga memungkinkan pengambilan data dan instruksi secara bersamaan. Arsitektur Harvard memiliki dua kelemahan pokok. Jika suatu program memperbarui dirinya sendiri dengan menuliskan instruksi baru, instruksi tersebut akan ditulis dalam cache data.
Sebelum instruksi baru itu dapat dieksekusi, kedua cache harus dikosongkan, dan modifikasi yang dilakukan tadi disimpan dulu ke memori utama. Cache instruksi mengambil instruksi hasil modifikasi tersebut dari memori utama. Kelemahan kedua, bila suatu program memerlukan cache instruksi yang lebih besar dan cache data yang lebih kecil, cache berarsitektur Hardvard tidak bisa memenuhi karena alokasinya tidak bisa diubah seperti cache tunggal.
an kecepatan operasi antara prosesor dan memori utama bisa menjadi kendala bagi dicapainya efisiensi kerja sistem komputer. Bila prosesor bekerja jauh lebih cepat daripada memori utama maka setiap kali prosesor mengambil instruksi atau data, diperlukan waktu tunggu yang cukup lama. Waktu tunggu tersebut akan lebih berarti bila digunakan untuk memproses data.
Kendala ini menyebabkan diperlukannya cache, yakni memori berkapasitas kecil tetapi berkecepatan tinggi, yang dipasang di antara prosesor dan memori utama. Instruksi dan data yang sering diakses oleh prosesor ditempatkan dalam cache sehingga dapat lebih cepat diakses oleh prosesor. Hanya bila data atau instruksi yang diperlukan tidak tersedia dalam cache barulah prosesor mencarinya dalam memori utama.
Cache umumnya menggunakan memori statik yang mahal harganya, sedangkan memori utama menggunakan memori dinamik yang jauh lebih murah. Sistem komputer akan bekerja sangat cepat apabila seluruh sistem memori utamanya menggunakan memori statik, tetapi akibatnya harga sistem komputer akan menjadi sangat mahal. Selain itu, karena hamburan panas pada memori statik lebih besar, sistem komputer yang menggunakan memori statik ini akan menghasilkan panas yang berlebihan.
Hirarki Sistem Memori
Pada sistem komputer terdapat berbagai jenis memori, yang berdasarkan kecepatan dan posisi relatifnya terhadap prosesor, bisa disusun secara hirarkis.
Puncak hirarki sistem "memori" komputer adalah register yang berada dalam chip prosesor dan merupakan bagian integral dari prosesor itu sendiri. Isi register-register itu bisa dibaca dan ditulisi dalam satu siklus detak. Level hirarki berikutnya adalah memori cache internal (on-chip). Kapasitas cache internal yang sering disebut sebagai cache level pertama iniisasi Cache
Dalam mendesain sistem cache, yang pertama kali perlu diperhatikan adalah masalah penempatan suatu blok data/instruksi dari memori utama ke baris-baris cache. Berkaitan dengan masalah itu, ada tiga macam organisasi cache yakni organisasi cache yang dipetakan langsung (direct-mapped), asosiatif penuh (fully associative), dan asosiatif-kelompok ( set-associative).
Misalkan suatu sistem menggunakan pengalamatan 32-bit. Jika ukuran tiap-tiap blok adalah 64 byte (26) maka 6-bit terendah dari alamat tersebut (yang disebut offset) menentukan byte mana dalam blok itu yang dialamati. Jika cache terdiri atas 1024 (210) baris yang masing-masing terdiri dari 64 byte, maka 10 bit berikutnya menentukan pada baris mana blok yang diambil harus ditempatkan. Bit sisanya, yakni 16-bit paling atas yang disebut tag bersesuaian dengan baris cache. Organisasi cache yang dipetakan langsung, menyimpan satu tag perbaris dalam larik tag-nya.
Selama pengaksesan memori, pada operasi load misalnya, cache menggunakan bit-bit tengah alamat sebagai indeks ke larik tagnya. Tag yang muncul dicocokkan dengan 16-bit teratas dari alamat memori yang diakses. Jika cocok, data yang ditunjukan oleh nilai offset akan dikirim ke prosesor. Bila tidak cocok, isi baris cache diganti dengan blok yang diperlukan, yang diambil dari memori utama.
Organisasi cache yang dipetakan langsung hanya memerlukan satu kali pembandingan untuk setiap akses ke cache. Baris cache merupakan indeks yang diimplementasikan dengan perangkat keras, sehingga hanya tag dari alamat memori yang diakses yang perlu dibandingkan dengan baris cache. Pada sistem komputer yang memerlukan frekuensi detak tinggi, cara ini sangat menguntungkan. Masalah muncul apabila dua blok yang sering diakses dipetakan ke baris cache yang sama. Dua blok ini akan saling usir dari cache.
Alamat dibagi menjadi dua bagian, yakni bagian tag dan offset. Tag dicocokkan dengan seluruh tag yang ada dalam baris cache.
Dalam rancangan cache asosiatif-penuh (fully associative), suatu blok dapat ditempatkan pada baris cache manapun. Secara sederhana alamat dibagi menjadi dua bagian yakni bit rendah dan bit tinggi. Bit rendah membentuk offset di dalam baris cache, sedangkan bit tinggi membentuk tag untuk dicocokkan dengan rujukan berikutnya.
Cache asosiatif-penuh harus memiliki mekanisme untuk menentukan ke dalam baris mana suatu blok harus ditempatkan. Blok dapat ditempatkan dalam baris manapun yang kosong, tetapi bila semua baris cache penuh harus ditentukan blok mana yang akan dikeluarkan dari cache. Idealnya, digunakan prinsip LRU (least recently used) yakni blok yang paling lama tidak dipakai dikeluarkan dari cache. Karena cukup mahal mengimplementasikannya, maka umumnya digunakan teknik-teknik yang mendekati prinsip LRU.
Cache asosiatif-penuh memecahkan masalah konflik alamat dengan resiko memperbanyak implementasi rangkaian perangkat keras untuk membandingkan tag terhadap semua baris cache. Untuk memperkecil resiko tersebut sekaligus mengurangi terjadinya konflik alamat, dirancang organisasi cache yang lain yakni asosiatif-kelompok (set-associative).
Dalam cache asosiatif-kelompok, satu kelompok terdiri atas beberapa baris. Bit alamat bagian tengah menentukan kelompok baris di mana suatu blok ditempatkan.
Mikroprosesor Amd486DX2, misalnya, memiliki 8 KB cache asosiatif-kelompok empat-jalan (four-way set-associative) dengan baris masing-masing selebar 26 byte. Cache sebesar 8 KB tersebut dibagi menjadi 128 kelompok yang masing-masing terdiri atas empat baris.
Daemori Maya
Sistem operasi yang memberikan fasilitas multitasking, misalnya OS/2 atau Unix, mampu memberikan kesan seolah-olah setiap program mengakses dan mengalokasikan memori sendiri-sendiri tanpa khawatir terjadi tumpang-tindih pemakaian ruang memori. Padahal kenyataannya, setiap byte memori utama hanya memiliki satu alamat saja. Sistem operasi bersama-sama dengan perangkat keras menciptakan dua jenis alamat yakni alamat nyata dan alamat maya. Program menggunakan alamat maya sedangkan pengendali sistem memori memerlukan alamat nyata.
Sistem operasi mengalokasikan memori untuk program dalam unit-unit berukuran tetap yang disebut halaman (page). Satu halaman pada umumnya berukuran 4 KB. Sistem operasi juga menyimpan tabel yang berisi pemetaan halaman maya ke halaman nyata. Setiap kali program mengakses alamat maya, sistem harus melihat tabel translasi alamat maya ke alamat nyata sehingga lokasi memori yang benar dapat diakses.
Sistem pemeriksaan tabel (table look-up) memerlukan waktu operasi yang cukup lama. Oleh karena itu, prosesor menggunakan cache khusus yang disebut sebagai TLB (translation look-aside buffer) untuk menyimpan translasi alamat terbaru. Jadi, hanya bila translasi halaman yang diperlukan tidak tersedia dalam TLB, sistem operasi akan menginterupsi program, memeriksa translasi halaman dalam tabel yang menetap dalam memori (memory resident), mengisikan hasil translasi ke dalam TLB dan mengembalikan kontrol kepada program.
Luput yang terjadi pada TLB memerlukan siklus detak yang lebih banyak daripada luput yang terjadi pada cache. Bila terjadi luput pada TLB maka seluruh alur-pipa (pipeline) harus dikosongkan, register-register harus diselamatkan, rutin pemeriksaan harus dieksekusi, dan register-register harus dipulihkan. Proses ini memerlukan belasan bahkan ratusan siklus detak.
Untuk memeriksa dan menyimpan data dalam cache, baik alamat nyata maupun alamat maya dapat dipakai. Pemilihan organisasi cache mempengaruhi berbagai aspek dalam organisasi sistem komputer dan unjuk-kerja aplikasi.
Cache Alamat Maya
Cache dengan alamat maya memiliki beberapa kelebihan. Pengendali cache tidak perlu menunggu selesainya proses translasi alamat sebelum mulai memeriksa alamat dalam cache sehingga pasokan data dapat lebih cepat diberikan. Karena program juga menggunakan alamat maya, pelaksanaan program yang sama akan membentuk pola pemakaian cache yang sama pula.
Pada cache yang dipetakan ke alamat nyata, sistem operasi bisa saja mengalokasikan halaman nyata yang berbeda untuk pelaksanaan program yang sama. Dengan demikian, tag dari cache untuk alamat-alamat instruksi bisa berbeda pada pelaksanaan program yang sama, bahkan meskipun dilakukan komputasi yang sama. Unjuk-kerja bisa berbeda jauh meskipun program yang dijalankan sama, terutama bila alamat nyata tersebut dipetakan langsung.
Cache Alamat Nyata
Meski cache dengan alamat nyata unjuk-kerjanya bervariasi, cache ini memiliki dua kelebihan. Pertama, jika cache eksternal dirancang untuk prosesor yang memiliki unit pengelola memori internal (on-chip memory management unit), alamat yang dikirimkan oleh prosesor telah merupakan alamat hasil translasi, dan dengan demikian cache dengan alamat nyata adalah satu-satunya pilihan. Kedua, karena semua alamat adalah untuk ruang alamat-nyata tunggal, maka data dapat ditinggalkan dalam cache saat sistem operasi memindahkan kendali dari satu aplikasi ke aplikasi lain.
Hal ini tidak bisa dilakukan pada cache yang menggunakan ruang alamat-maya berbeda untuk tiap-tiap aplikasi. P
Sejarah Singkat tentang Komputer
1948 - Ditemukannya transistor oleh beberapa ilmuwan dari Laboratorium Bell yakni John Bardeen, Walter Brattain dan William Shockley. Kegunaan terbesar ditemukannya transistor ini adalah menjadikan sebuah sirkuit elektran mengembangkan IBM PC pertama yang sesungguhnya. Ketika proses penciptaan berlangsung ternyata para insinyur IBM banyak mengambil dari desain DataMaster, yakni sebuah desain terpadu dimana layar dan keyboard terintegrasi langsung dalam 1 unit. Tidak hanya bagian luarnya saja, namun beberapa bagian dalam juga terlihat meniru dari DataMaster. Diantaranya adalah penerapan expansion bus (or input/output slots) dimana sangat memungkinkannya ditiru akibat penggunaan interrupt controller dan direct access memory (DMA) controller yang sama. DataMaster sendiri menggunakan Intel 8085 CPU yang memiliki 64 K Address Limit dengan 8-bit internal dan external data bus. Bertolak dari spesifikasi tersebut maka IBM PC memutuskan untuk menggunakan Intel 8088 CPU, sehingga dapat memberikan kapasitas yang lebih yakni 1 M untuk memory address limit dan internal 16-bit untuk data bus-nya, namun masih tetap 8-bit untuk external bus. Pada tanggal 12 Agustus 1981, IBM PC dinobatkan sebagai standar baru dalam industri mikroprosesor. Sejak saat itu maka berjuta-juta PC-Compatible sistem telah dilempar ke pasaran dan diikuti dengan perkembangan beberapa perlengkapan penunjang serta aplikasi-aplikasi pelengkap.
onik menjadi lebih kecil, cepat dan efisien dalam pemakaian energi. 1959 - Para ahli di Texas Instrument menemukan IC ( Integrated Circuit). IC pertama tersebut hanya terdiri dari 6 buah transistor, dan sebagai perbandingan saat ini Intel Pentium Pro Prosesor saja memiliki lebih dari 5,5 juta transistor.
1969 - Pertama kali Intel memperkenalkan 1 K-bit memory chip, dimana jumlah tersebut merupakan kapasitas yang paling besar yang belum pernah ada sebelumnya (1 Kbits sama dengan 1024 bits dan 1 byte setara 8 bit).
1971 - Diciptakan mikroprosesor pertama dengan nama Intel 4004, 4 bit prosesor.
1972 - Dikeluarkan mikroprosesor baru sebagai pengganti Intel 4004 yaitu prosesor 8008 8 bit.
1973 - Setelah sekian waktu pada tahun yang sama dikembangkan, akhirnya pada akhir 1973 Intel berhasil membuat 8080 microprosesor yang berbasiskan 8080 chip dengan 10 kali lebih cepat dibandingkan versi awal 8080 dan juga telah memiliki memory 64 K. Momen ini merupakan titik awal dari perjalanan cepat industri komputer selanjutnya.
1975 - MITS memperkenalkan kotak Altair sebagai cikal bakal komputer personal pertama dengan menggunakan prosesor 8080, power supply, panel muka dengan lampu yang banyak dan memiliki memory 256 bytes dan paket ini dipasarkan seharga $395. Selain itu komputer ini juga memiliki open architecture bus (slots). Komputer pertama ini menjadikan ide kepada perusahaan lain untuk membuat aplikasinya, seperti dibuatnya sistem operasi CP/M (Control Program for Microprosesor) dan versi pertama program bahasa Microsoft Basic (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code).
1975 - IBM mengeluarkan komputer personal pertama dengan sebutan Model 5100 yang memiliki memory 16K, layar 16 baris dengan 64 karakter, bahasa BASIC interpreter dan DC-300 untuk tempat penyimpanan data. Sistem ini dijual dengan harga $9.000 dimana termasuk harga yang cukup tinggi pada saat itu. Akibatnya banyak para hacker yang mencoba untuk meniru dan menjual produk tersebut dengan hanya seharga sekitar $500. Akhirnya pihak IBM sendiri mengakui bahwa produknya tidak berhasil menguasai pasar dengan sukses. Model 5100 akhirnya digantikan oleh 5110 dan 5120, sampai akhirmya IBM sampai kepada Model 5150 yang kita kenal dengan IBM Personal Computer.
1976 - Perusahaan baru Apple Computer memperkenalkan Apple I, seharga $695. Sistem ini memiliki sirkuit yang dibaut dengan plywood, namun casing penutup dan power supply tidak diikutsertakan. Walau hanya beberapa buah yang dihasilkan namun mereka mengklaim telah menjual seharga $20.000 kepada kolektor khusus. Sebagai kelanjutannya, Apple II dikeluarkan pada tahun 1977.
1980 - Pada tahun ini pertumbuhan mikroprosesor telah didominasi oleh 2 perusahaan komputer. Jenis yang pertama adalah Apple II dan yang kedua adalah CP/M. Beberapa hal yang menarik adalah dengan adanya 2 kubu besar yang berlainan sehingga membuat para perusahaan aplikasi mulai memberlakukan kompabilitas terhadap aplikasi mereka sesuai dengan sistem yang ada, yakni PC Kompatibel dan Mac Kompatibel.
Era IBM Personal Computer
Akhir tahun 1980 IBM memutuskan untuk ikut berpartisipasi dalam kompetisi komputer personal pada pasar menengah ke bawah. Untuk itu mereka menciptakan suatu divisi khusus yang diberi nama Entry System Division dengan tuju
onik menjadi lebih kecil, cepat dan efisien dalam pemakaian energi. 1959 - Para ahli di Texas Instrument menemukan IC ( Integrated Circuit). IC pertama tersebut hanya terdiri dari 6 buah transistor, dan sebagai perbandingan saat ini Intel Pentium Pro Prosesor saja memiliki lebih dari 5,5 juta transistor.
1969 - Pertama kali Intel memperkenalkan 1 K-bit memory chip, dimana jumlah tersebut merupakan kapasitas yang paling besar yang belum pernah ada sebelumnya (1 Kbits sama dengan 1024 bits dan 1 byte setara 8 bit).
1971 - Diciptakan mikroprosesor pertama dengan nama Intel 4004, 4 bit prosesor.
1972 - Dikeluarkan mikroprosesor baru sebagai pengganti Intel 4004 yaitu prosesor 8008 8 bit.
1973 - Setelah sekian waktu pada tahun yang sama dikembangkan, akhirnya pada akhir 1973 Intel berhasil membuat 8080 microprosesor yang berbasiskan 8080 chip dengan 10 kali lebih cepat dibandingkan versi awal 8080 dan juga telah memiliki memory 64 K. Momen ini merupakan titik awal dari perjalanan cepat industri komputer selanjutnya.
1975 - MITS memperkenalkan kotak Altair sebagai cikal bakal komputer personal pertama dengan menggunakan prosesor 8080, power supply, panel muka dengan lampu yang banyak dan memiliki memory 256 bytes dan paket ini dipasarkan seharga $395. Selain itu komputer ini juga memiliki open architecture bus (slots). Komputer pertama ini menjadikan ide kepada perusahaan lain untuk membuat aplikasinya, seperti dibuatnya sistem operasi CP/M (Control Program for Microprosesor) dan versi pertama program bahasa Microsoft Basic (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code).
1975 - IBM mengeluarkan komputer personal pertama dengan sebutan Model 5100 yang memiliki memory 16K, layar 16 baris dengan 64 karakter, bahasa BASIC interpreter dan DC-300 untuk tempat penyimpanan data. Sistem ini dijual dengan harga $9.000 dimana termasuk harga yang cukup tinggi pada saat itu. Akibatnya banyak para hacker yang mencoba untuk meniru dan menjual produk tersebut dengan hanya seharga sekitar $500. Akhirnya pihak IBM sendiri mengakui bahwa produknya tidak berhasil menguasai pasar dengan sukses. Model 5100 akhirnya digantikan oleh 5110 dan 5120, sampai akhirmya IBM sampai kepada Model 5150 yang kita kenal dengan IBM Personal Computer.
1976 - Perusahaan baru Apple Computer memperkenalkan Apple I, seharga $695. Sistem ini memiliki sirkuit yang dibaut dengan plywood, namun casing penutup dan power supply tidak diikutsertakan. Walau hanya beberapa buah yang dihasilkan namun mereka mengklaim telah menjual seharga $20.000 kepada kolektor khusus. Sebagai kelanjutannya, Apple II dikeluarkan pada tahun 1977.
1980 - Pada tahun ini pertumbuhan mikroprosesor telah didominasi oleh 2 perusahaan komputer. Jenis yang pertama adalah Apple II dan yang kedua adalah CP/M. Beberapa hal yang menarik adalah dengan adanya 2 kubu besar yang berlainan sehingga membuat para perusahaan aplikasi mulai memberlakukan kompabilitas terhadap aplikasi mereka sesuai dengan sistem yang ada, yakni PC Kompatibel dan Mac Kompatibel.
Era IBM Personal Computer
Akhir tahun 1980 IBM memutuskan untuk ikut berpartisipasi dalam kompetisi komputer personal pada pasar menengah ke bawah. Untuk itu mereka menciptakan suatu divisi khusus yang diberi nama Entry System Division dengan tuju
TEKNOLOGI RAID (REDUNDANT ARRAYS OF INEXPENSIVE DISKS)
RAID merupakan salah satu solusi dari banyak solusi alternatif terhadap masalah yang sering terjadi pada sistem mikrokomputer yaitu masalah "I/O bottleneck". David A.Patterson membuat sebuah paper yang berjudul "A case for RAID" dan diserahkan Desember 1987. Paper ini menjelaskan secara rinci mengenai RAID.
RAID merupakan kumpulan harddisk dimana semua harddisk tersebut dikendalikan oleh sebuah device driver saja. Dengan melakukan pengelompokkan itu dan memakain teknik untuk megnatur data maka didapat kinerja yang yang lebih bila dibandingkan hanya dengan satu buah harddisk saja. Kelebihan RAID yang lain adalah memulihkan data pada drive lain yang mengalami kerusakan. Caranya ialah RAID menyimpan check byte yang berisi "sum" data pada drive lain dan pada posisi yang sama pula.
Penggunaan check byte akan memakan sejumlah ruangan memori pada harddisk setara dengan total kapasitas harddisknya. Tapi dengan RAID, maka sistem check byte ini menyediakan operasi penyelamanat data failure secara jauh lebih murah daripada jika memakai teknik mirrorring. Jika teknik mirorring membutuhkan setengan dari sekumpulan harddisk yang terpasang untuk menyimpan check byte maka RAID hanya membutuhkan 1 drive saja. Artinya makin besar jumlah drive pada RAID makin murah pula biaya untuk check byte itu.
LEVEL PADA RAID
Ada 5 level pada RAID, mulai dari RAID 1 hingga RAID 5. Penomoran ini semata-mata hanyalah menunjukkan perbedaan metoda yang dipakai untuk memproteksi data harddisk dan tidak ada hubunggannya dengan tingkat kecepatan maupun kualitas. Tiap level RAID didesain khusus untuk aplikasi khusus. Pemilihan RAID yang tepat untuk server ditentukan berdasarkan cara memakai jaringan.
RAID level 1
RAID 1 identik dengan total redundansi dimana 2 harddisk yang masing-masing samakapasitasnya menyalin isi (mirorring) data disk satu sama lainnya. Yang satu secara otomatis dan secara terus menerus melakukan back-up terhadap yang lainnya. Operasi dialihkan ke salah satu dari drive tunggal yang normal bila yang lainnya rusak.
RAID 1 didesain untuk menangani data yang teramat penting (bernilai amat mahal/sulit diganti bila hilang). Konsep kerja ini menyebabkan kapasitas total harddisk akan berkurang setengahnya walau tidak mempengaruhi performance keseluruhan. Kontroller RAID 1 yang lebih canggih biasanya mampu mengirimkan data sebanyak 2 kali lipat dengan cara membaca sektor-sektor yang bersangkutan dari 2 drive secara serentak.
RAID level 2
Cara kerjanya adalah dengan memisahkan masing-masing bit dari byte/blok data pada drive yang terpisah dan menambahkannya pada beberapa drive lainnya untuk pemeriksaan kesalahan. Misalnya RAID level 2 akan menyimpan sebuah 16 bit digital secara satu per satu bit pada 16 drive dengan 5 drive ditambahkan untuk dicadangkan pada proses pemeriksaan kesalahan. Dari seluruh total kapasitas disk, sebanyak 37,5 % digunakan untuk byte pemeriksaan kesalahan data.
RAID level 2 tidak cocok digunakan untuk menyimpan file data dengan ukuran yang kecil. Keuntungan penggunaan RAID Level 2 adalah kecepatan transfer data yang tinggi. Hal ini didapat karena drive mengirimkan data secara paralel. Setiap kesalahan yang terjadi akan dikoreksi tanpa menimbulkan waktu tunda sedikitpun karena kontrolernya dapat memanfaatan informasi yang ada tanpa perlu membaca ulang drive lagi.
RAID level 3
RAID level 3 memanfaat prinsip pendeteksian kesalahan bukan mengkoreksi kesalahan. Pendeteksian kesalahan dilakukan dengan pemrosesan pemeriksaan paritas. Saat error terdeteksi oleh kontroler maka RAID akan membaca ulang data pada drive untuk menyelesaikan masalah error tersebut. Artinya seluruh piringan disk pada RAID akan berputar lebih banyak dari biasanya. RAID 3 biasanya digunakan pada Superkomputer.
RAID level 4
RAID level 4 bekerja pada level sektor bukannya level bit. Sebuah file pada RAID 4 akan dipecah menjadi beberapa sektor dimana setiap sektorna akan disebarkan pada semua drive. Lalu nantinya sektor itu akan dibaca secara serial. Pertama dari drive ke 1,lalu ke 3 , dst.
Untuk pendeteksian kesalahan RAID 4 menambahkan sebuah drive paritas dan kontroler RAID 4 dapat memperbaiki performancenya dengan teknik data striping. Dua atau lebih sektor dari drive yang berlainan dapat dibaca secara serentak lalu disimpan pada RAM berkecepatan tinggi dan secara berurutan akan dikirimkan ke user dengan kecepatan tinggi.
Operasi penulisan lebih lamban dari operasi pembacaan. Hal ini dikarenakan RAID 4 memakai teknologi baca setelah tulis. Artinya setelah data dituliskan ke disk lalu dilakukan pembacaan untuk menentukan paritas kemudian data paritas tersebut dituliskan ke drive parity.
RAID level 5
RAID 5 melenyapkan drive parity yang ada pada RAID 4. Informasi pemeriksaan paritas ditambahkan sebagai sektor biasa yang menjelajahi seluruh disk pada RAID persis sepeti halnya data biasa lainnya. Keuntungannya adalah kontroler RAID 5 mampu menyediakan kempuan data striping dan elevator seeking.
RAID merupakan kumpulan harddisk dimana semua harddisk tersebut dikendalikan oleh sebuah device driver saja. Dengan melakukan pengelompokkan itu dan memakain teknik untuk megnatur data maka didapat kinerja yang yang lebih bila dibandingkan hanya dengan satu buah harddisk saja. Kelebihan RAID yang lain adalah memulihkan data pada drive lain yang mengalami kerusakan. Caranya ialah RAID menyimpan check byte yang berisi "sum" data pada drive lain dan pada posisi yang sama pula.
Penggunaan check byte akan memakan sejumlah ruangan memori pada harddisk setara dengan total kapasitas harddisknya. Tapi dengan RAID, maka sistem check byte ini menyediakan operasi penyelamanat data failure secara jauh lebih murah daripada jika memakai teknik mirrorring. Jika teknik mirorring membutuhkan setengan dari sekumpulan harddisk yang terpasang untuk menyimpan check byte maka RAID hanya membutuhkan 1 drive saja. Artinya makin besar jumlah drive pada RAID makin murah pula biaya untuk check byte itu.
LEVEL PADA RAID
Ada 5 level pada RAID, mulai dari RAID 1 hingga RAID 5. Penomoran ini semata-mata hanyalah menunjukkan perbedaan metoda yang dipakai untuk memproteksi data harddisk dan tidak ada hubunggannya dengan tingkat kecepatan maupun kualitas. Tiap level RAID didesain khusus untuk aplikasi khusus. Pemilihan RAID yang tepat untuk server ditentukan berdasarkan cara memakai jaringan.
RAID level 1
RAID 1 identik dengan total redundansi dimana 2 harddisk yang masing-masing samakapasitasnya menyalin isi (mirorring) data disk satu sama lainnya. Yang satu secara otomatis dan secara terus menerus melakukan back-up terhadap yang lainnya. Operasi dialihkan ke salah satu dari drive tunggal yang normal bila yang lainnya rusak.
RAID 1 didesain untuk menangani data yang teramat penting (bernilai amat mahal/sulit diganti bila hilang). Konsep kerja ini menyebabkan kapasitas total harddisk akan berkurang setengahnya walau tidak mempengaruhi performance keseluruhan. Kontroller RAID 1 yang lebih canggih biasanya mampu mengirimkan data sebanyak 2 kali lipat dengan cara membaca sektor-sektor yang bersangkutan dari 2 drive secara serentak.
RAID level 2
Cara kerjanya adalah dengan memisahkan masing-masing bit dari byte/blok data pada drive yang terpisah dan menambahkannya pada beberapa drive lainnya untuk pemeriksaan kesalahan. Misalnya RAID level 2 akan menyimpan sebuah 16 bit digital secara satu per satu bit pada 16 drive dengan 5 drive ditambahkan untuk dicadangkan pada proses pemeriksaan kesalahan. Dari seluruh total kapasitas disk, sebanyak 37,5 % digunakan untuk byte pemeriksaan kesalahan data.
RAID level 2 tidak cocok digunakan untuk menyimpan file data dengan ukuran yang kecil. Keuntungan penggunaan RAID Level 2 adalah kecepatan transfer data yang tinggi. Hal ini didapat karena drive mengirimkan data secara paralel. Setiap kesalahan yang terjadi akan dikoreksi tanpa menimbulkan waktu tunda sedikitpun karena kontrolernya dapat memanfaatan informasi yang ada tanpa perlu membaca ulang drive lagi.
RAID level 3
RAID level 3 memanfaat prinsip pendeteksian kesalahan bukan mengkoreksi kesalahan. Pendeteksian kesalahan dilakukan dengan pemrosesan pemeriksaan paritas. Saat error terdeteksi oleh kontroler maka RAID akan membaca ulang data pada drive untuk menyelesaikan masalah error tersebut. Artinya seluruh piringan disk pada RAID akan berputar lebih banyak dari biasanya. RAID 3 biasanya digunakan pada Superkomputer.
RAID level 4
RAID level 4 bekerja pada level sektor bukannya level bit. Sebuah file pada RAID 4 akan dipecah menjadi beberapa sektor dimana setiap sektorna akan disebarkan pada semua drive. Lalu nantinya sektor itu akan dibaca secara serial. Pertama dari drive ke 1,lalu ke 3 , dst.
Untuk pendeteksian kesalahan RAID 4 menambahkan sebuah drive paritas dan kontroler RAID 4 dapat memperbaiki performancenya dengan teknik data striping. Dua atau lebih sektor dari drive yang berlainan dapat dibaca secara serentak lalu disimpan pada RAM berkecepatan tinggi dan secara berurutan akan dikirimkan ke user dengan kecepatan tinggi.
Operasi penulisan lebih lamban dari operasi pembacaan. Hal ini dikarenakan RAID 4 memakai teknologi baca setelah tulis. Artinya setelah data dituliskan ke disk lalu dilakukan pembacaan untuk menentukan paritas kemudian data paritas tersebut dituliskan ke drive parity.
RAID level 5
RAID 5 melenyapkan drive parity yang ada pada RAID 4. Informasi pemeriksaan paritas ditambahkan sebagai sektor biasa yang menjelajahi seluruh disk pada RAID persis sepeti halnya data biasa lainnya. Keuntungannya adalah kontroler RAID 5 mampu menyediakan kempuan data striping dan elevator seeking.
TEKNOLOGI ADAPTER VIDEO
Suatu adapter video dirancang dengan teknologi yang tepat agar dapat mengelola jumlah data tertentu dan mempercepat proses penmpilan gambar. Terdapat tiga teknologi yang mendukung kinerja dan harga dari suatu adapter video yaitu :
1. Teknologi Chip yang digunakan
Adapter video pada umumnya menggunakan tiga jenis chip yaitu frame buffer, fixed function accelerator dan programmable coprocessor.
a. Frame Buffer
Frame buffer merupakan rancangan chip yang paling tua dan sederhana. Jenis ini memerlukan bantuan CPU ntuk menghitung lebih dahulu data untuk tiap pixel di layar dan yang akan dikirimkan pada adapter videonya. sebenarnya teknologi frame buffer ini sudang ditingkatkan antara lain dengan menggunakan memori cache. Frame buffer biasanya digunakan pada aplikasi DOS
b. Accellerator
Adapter Video yang menggunakan teknologi accelerator ini mempunyai kinerja yang lebih tinggi daripada frame buffer. Hal ini dikarenakan accelerator tidak melibatkan CPU didalam penanganan dan pengolahan video. Akibatnya tugas CPU lebih ringan dan waktu yang diperlukan untuk mentransfer data dari CPU ke adapter video menjadi lebih singkat.
c. Coprocessor
Adapter video yang menggunakan teknologi coprocessor adalah yang paling fleksibel bila dibandingkan dengan frame bufer dan accelerator. Karena chip yang digunakan dapat dikendalikan atau diprogram melalui program drivernya sehingga dapat disesuaikan dengan kebutuhan software tertentu. Contoh implementasinya ialah pada program AUTOCAD.
2. Teknologi RAM yang digunakan
Adapter video yang menggunakan DRAM akan lebih murah daripada yang menggunakan VRAM. Akan tetapi VRAM lebih cepat proses kerjanya. Hal ini dikarenakan DRAM menggunakan sistem penyaluran data satu demi satu yaitu DTA I/O PORT baik dalam mengirim atau menerima data dari CPU. Jadi satu port data digunakan untuk mengirim dan menerima data. Sedangkan VRAM dapat bekerja secara simultan atau dapat menggunanakan dua buah saluran sekaligus atau dapat menggunakan dua buah saluran sekaligus yaitu Random access Port dan Serial Read Port.
3. Teknologi BUS yang digunakan.
Teknologi BUS yang dipergunakan akan banyak mempengaruhi kecepatan transfer data dari CPU ke video adapter. BUS adapter video pada umumnya yaitu ISA, PCI dan AGP. Tiap teknologi BUS memiliki kecepatan tranfer data yang berbeda dimana ISA memiliki kecepatan transfer 8,33 MHz, PCI memiliki kecepatan sekitar 30 MHz dan AGP memiliki kecepatan tranfer 60 MHz.
1. Teknologi Chip yang digunakan
Adapter video pada umumnya menggunakan tiga jenis chip yaitu frame buffer, fixed function accelerator dan programmable coprocessor.
a. Frame Buffer
Frame buffer merupakan rancangan chip yang paling tua dan sederhana. Jenis ini memerlukan bantuan CPU ntuk menghitung lebih dahulu data untuk tiap pixel di layar dan yang akan dikirimkan pada adapter videonya. sebenarnya teknologi frame buffer ini sudang ditingkatkan antara lain dengan menggunakan memori cache. Frame buffer biasanya digunakan pada aplikasi DOS
b. Accellerator
Adapter Video yang menggunakan teknologi accelerator ini mempunyai kinerja yang lebih tinggi daripada frame buffer. Hal ini dikarenakan accelerator tidak melibatkan CPU didalam penanganan dan pengolahan video. Akibatnya tugas CPU lebih ringan dan waktu yang diperlukan untuk mentransfer data dari CPU ke adapter video menjadi lebih singkat.
c. Coprocessor
Adapter video yang menggunakan teknologi coprocessor adalah yang paling fleksibel bila dibandingkan dengan frame bufer dan accelerator. Karena chip yang digunakan dapat dikendalikan atau diprogram melalui program drivernya sehingga dapat disesuaikan dengan kebutuhan software tertentu. Contoh implementasinya ialah pada program AUTOCAD.
2. Teknologi RAM yang digunakan
Adapter video yang menggunakan DRAM akan lebih murah daripada yang menggunakan VRAM. Akan tetapi VRAM lebih cepat proses kerjanya. Hal ini dikarenakan DRAM menggunakan sistem penyaluran data satu demi satu yaitu DTA I/O PORT baik dalam mengirim atau menerima data dari CPU. Jadi satu port data digunakan untuk mengirim dan menerima data. Sedangkan VRAM dapat bekerja secara simultan atau dapat menggunanakan dua buah saluran sekaligus atau dapat menggunakan dua buah saluran sekaligus yaitu Random access Port dan Serial Read Port.
3. Teknologi BUS yang digunakan.
Teknologi BUS yang dipergunakan akan banyak mempengaruhi kecepatan transfer data dari CPU ke video adapter. BUS adapter video pada umumnya yaitu ISA, PCI dan AGP. Tiap teknologi BUS memiliki kecepatan tranfer data yang berbeda dimana ISA memiliki kecepatan transfer 8,33 MHz, PCI memiliki kecepatan sekitar 30 MHz dan AGP memiliki kecepatan tranfer 60 MHz.
STRUKTUR DISKET
Floppy disk atau yang disebut dengan disket merupakan media penyimpan informasi digital dengan kapasitas beberapa megabyte.
BAGIAN BAGIAN DISKET
1. Write-protect notch
Menentukan apakah isi diket dapat dimodifikasi atau tidak.
2. Disk-hub
Bagian dari disket yang digunakan oleh disk drive untuk memutar disket agar melewati head.
3. Disk-jacket
Bagian dari disket yang akan emlindungi disket dari debu, sentuhan tangan dan hal lain yang dapat merusak disket.
4. Read/Write opening
Bagian dari disket untuk menentukan apakah read-write head dari disk drive dapat mengakses isi disket.
5. index hole
Bagian dari disket untuk menyediakan mekanisme timing bagi floppy disk controller. Bila kontroller melihat index hole maka ia akan mengetahui orientasi posisi disket dan lokasi penyimpanan data pada disket.
Area informasi pada disket terbagi menjadi beberapa track. Dimana Setiap track akan terdiri dari sektor. Ukuran sektor pada DOS adalah 512 byte.
Pada waktu disket di format maka DOS akan membagi ruang disket sebagai berikut
1. Boot Record
Boot Record terletak pada sector pertama dari setiap disket DOS ( sisi 0, track 0, sector 1). Boot record memiliki panjang data sebesar 1 sector (512 byte). Fungsi utama dari boot record adalah untuk memulai proses boot DOS dan untuk menentukan karakteristik disket.
Boot record akan dibaca pertama kali dan dieksekusi oleh ROM-BIOS pada proses booting.
2. File Allocation Tabble (FAT)
DOS mengawasi sector yang telah digunakan , belum digunakan dan yang rusak. Mekanisme pengawasan menggunakan sebuah tabel pencatatan data yang disebut FAT. FAT biasanya terletak pada sector 2 dan sector 3 dari suatu disket. Jika FAT mengalami kerusakan maka dapat dipastika sebagian atau keseluruhan informasi yang tersimpan di disket akan rusak.
3. Root Directory Entry
Root Directory Entry merupakan suatu area pencatatan lokasi sebuah file data pada disket. Apabila DOS akan mengakses file pada disket maka yang pertama kali dilakukan ialah mencari file tersebut pada root directory. Begitu pula apabila file akan dihapus maka DOS akan mengubah statur file pada root directory.
BAGIAN BAGIAN DISKET
1. Write-protect notch
Menentukan apakah isi diket dapat dimodifikasi atau tidak.
2. Disk-hub
Bagian dari disket yang digunakan oleh disk drive untuk memutar disket agar melewati head.
3. Disk-jacket
Bagian dari disket yang akan emlindungi disket dari debu, sentuhan tangan dan hal lain yang dapat merusak disket.
4. Read/Write opening
Bagian dari disket untuk menentukan apakah read-write head dari disk drive dapat mengakses isi disket.
5. index hole
Bagian dari disket untuk menyediakan mekanisme timing bagi floppy disk controller. Bila kontroller melihat index hole maka ia akan mengetahui orientasi posisi disket dan lokasi penyimpanan data pada disket.
Area informasi pada disket terbagi menjadi beberapa track. Dimana Setiap track akan terdiri dari sektor. Ukuran sektor pada DOS adalah 512 byte.
Pada waktu disket di format maka DOS akan membagi ruang disket sebagai berikut
1. Boot Record
Boot Record terletak pada sector pertama dari setiap disket DOS ( sisi 0, track 0, sector 1). Boot record memiliki panjang data sebesar 1 sector (512 byte). Fungsi utama dari boot record adalah untuk memulai proses boot DOS dan untuk menentukan karakteristik disket.
Boot record akan dibaca pertama kali dan dieksekusi oleh ROM-BIOS pada proses booting.
2. File Allocation Tabble (FAT)
DOS mengawasi sector yang telah digunakan , belum digunakan dan yang rusak. Mekanisme pengawasan menggunakan sebuah tabel pencatatan data yang disebut FAT. FAT biasanya terletak pada sector 2 dan sector 3 dari suatu disket. Jika FAT mengalami kerusakan maka dapat dipastika sebagian atau keseluruhan informasi yang tersimpan di disket akan rusak.
3. Root Directory Entry
Root Directory Entry merupakan suatu area pencatatan lokasi sebuah file data pada disket. Apabila DOS akan mengakses file pada disket maka yang pertama kali dilakukan ialah mencari file tersebut pada root directory. Begitu pula apabila file akan dihapus maka DOS akan mengubah statur file pada root directory.
INTERFACE HARDDISK
Interface (antarmuka) didefinisikan sebagai spesifikasi yang mendefinisikan sinyal komunikasi kontroller dengan harddisk. Terdapat empat buah interface yang terkenal dan digunakan luas pada harddisk yaitu :
1. ST-506/412 ( Seagate Technology-506/412)
Didesain oleh pembuat harddisk Seagate Technology sekitar tahun 1980. Pada dasarnya interface ini didesain untuk harddisk yang dibuat oleh Seagate yang diberi tipe ST-506 dengan kapasitas 5 MB.
Lalu pada tahun 1981, Seagate memeperkenalkan harddisk ST-412 berkapasitas 10 MB dengan menambahkan keistimewaan "seek-bufferring". ST-506 hanya dapat bergerak dari satu track ke track lainnya yang bersebelahan. Fasilitas seek-buffering dapat mempercepat pencarian track dengan menyediakan buffer untuk perintah pencarian yang berasal dari kontroler.
Kemudian banyak perusahan pembuat harddisk lainnya mengikuti tipe interface ini. Tapi umumnya tipe ini digunakan untuk harddisk berkapasitas kecil atau dibawah 140 MB.
2. ESDI ( Enhanced Small Device Interface)
ESDI adalah suatu interface untuk harddisk dan drive tape yang distandarisasi pada tahun 1983 oleh perusahaan MAXTOR. ESDI mirip dengan ST-506/412 dimana ESDI menggunakan 34 pin kabel kontrol dan 20 pin kabel data dan banyak dari pin ini memiliki sinyal yang sama dengan ST-506.
ESDI dapat menerima perintah untuk melaksanakan beberapa fungsi dan dapat memberitahukan hasilnya ketika selesai. Selain itu ESDI dapat menangani floppy drive, tape untuk backup dan dapat melakukan transfer file secara langsung antara peralatan tersebut.
3. SCSI ( Small Computer System Interface )
Merupakan kelanjutan dari SASI (Shugart Associates System Interface). Interface SCSI tidak hanya menangani harddisk saja akan tetapi dapat menangani device lain. Hal ini dikarenakan board SCSI yang ditancapkan pada PC lebih tepat jika disebut adapter "tuan rumah" (host adapter). Ia bertindak sebagai pintu gerbang bagi bus SCSI dan sistem. Sebuah SCSI mendukung sebanyak 8 buah port. Satu telah digunakan untuk koneksi dengan komputer sedangkan 7 port lain dapat digunakan untuk piranti lain. Antara lain port serial dapat ditancapkan pada salah satu port, kontroler harddisk ST-506 pada port lain, kontroler ESDI pada port lain dan dapat ditambah lagi dengan scanner grafik.
Sebuah SCSI pada sistem komputer dapat menambah kemempuan perluasan peralatan.Pada awalnya SCSI digunakan secara intensif oleh Apple Macintosh. Apple menyadari kesalahannya dengan membuat macintosh sebagai sebuah sistem yang tertutup (tanpa slot). Perusahaan ini kemudian bahwa cara termudah untuk dapat memperluas kemampuan macintosh adalah dengan membuat port SCSI. Kini peralatan external dapat ditambahkan pada Apple Macintosh.
4. IDE (Integrated Device Electronic)
Interface ini dibentuk pada tahun 1988 oleh beberapa pembuat peripheral yang bergabung dalam grup bernama Common Access Method Commitee. Komite ini bertujuan untuk membentuk ATA ( AT Attachment) yang merupakan interface yang didesain untuk motherboard AT yang murah. Jenis interface ini yang beredar banyak di indonesia. Harddis yang menggunakan interface ini merupakan harddisk yang "pandai", memiliki fungsi kontrolernya pada drive. Interface ini menggunakan satu buah konektor 40 pin. Semua drive IDE telah di low-level format dari pabrik sehingga kita tidak dianjurkan me-low level format lagi karena dapat merusak daftar kerusakan pada dis.
1. ST-506/412 ( Seagate Technology-506/412)
Didesain oleh pembuat harddisk Seagate Technology sekitar tahun 1980. Pada dasarnya interface ini didesain untuk harddisk yang dibuat oleh Seagate yang diberi tipe ST-506 dengan kapasitas 5 MB.
Lalu pada tahun 1981, Seagate memeperkenalkan harddisk ST-412 berkapasitas 10 MB dengan menambahkan keistimewaan "seek-bufferring". ST-506 hanya dapat bergerak dari satu track ke track lainnya yang bersebelahan. Fasilitas seek-buffering dapat mempercepat pencarian track dengan menyediakan buffer untuk perintah pencarian yang berasal dari kontroler.
Kemudian banyak perusahan pembuat harddisk lainnya mengikuti tipe interface ini. Tapi umumnya tipe ini digunakan untuk harddisk berkapasitas kecil atau dibawah 140 MB.
2. ESDI ( Enhanced Small Device Interface)
ESDI adalah suatu interface untuk harddisk dan drive tape yang distandarisasi pada tahun 1983 oleh perusahaan MAXTOR. ESDI mirip dengan ST-506/412 dimana ESDI menggunakan 34 pin kabel kontrol dan 20 pin kabel data dan banyak dari pin ini memiliki sinyal yang sama dengan ST-506.
ESDI dapat menerima perintah untuk melaksanakan beberapa fungsi dan dapat memberitahukan hasilnya ketika selesai. Selain itu ESDI dapat menangani floppy drive, tape untuk backup dan dapat melakukan transfer file secara langsung antara peralatan tersebut.
3. SCSI ( Small Computer System Interface )
Merupakan kelanjutan dari SASI (Shugart Associates System Interface). Interface SCSI tidak hanya menangani harddisk saja akan tetapi dapat menangani device lain. Hal ini dikarenakan board SCSI yang ditancapkan pada PC lebih tepat jika disebut adapter "tuan rumah" (host adapter). Ia bertindak sebagai pintu gerbang bagi bus SCSI dan sistem. Sebuah SCSI mendukung sebanyak 8 buah port. Satu telah digunakan untuk koneksi dengan komputer sedangkan 7 port lain dapat digunakan untuk piranti lain. Antara lain port serial dapat ditancapkan pada salah satu port, kontroler harddisk ST-506 pada port lain, kontroler ESDI pada port lain dan dapat ditambah lagi dengan scanner grafik.
Sebuah SCSI pada sistem komputer dapat menambah kemempuan perluasan peralatan.Pada awalnya SCSI digunakan secara intensif oleh Apple Macintosh. Apple menyadari kesalahannya dengan membuat macintosh sebagai sebuah sistem yang tertutup (tanpa slot). Perusahaan ini kemudian bahwa cara termudah untuk dapat memperluas kemampuan macintosh adalah dengan membuat port SCSI. Kini peralatan external dapat ditambahkan pada Apple Macintosh.
4. IDE (Integrated Device Electronic)
Interface ini dibentuk pada tahun 1988 oleh beberapa pembuat peripheral yang bergabung dalam grup bernama Common Access Method Commitee. Komite ini bertujuan untuk membentuk ATA ( AT Attachment) yang merupakan interface yang didesain untuk motherboard AT yang murah. Jenis interface ini yang beredar banyak di indonesia. Harddis yang menggunakan interface ini merupakan harddisk yang "pandai", memiliki fungsi kontrolernya pada drive. Interface ini menggunakan satu buah konektor 40 pin. Semua drive IDE telah di low-level format dari pabrik sehingga kita tidak dianjurkan me-low level format lagi karena dapat merusak daftar kerusakan pada dis.
HAL YANG PERLU DIKETAHUI PADA HARDDISK
1. Head Parking
Head parking adalah suatu aktivitas harddisk untuk meletakkan head pada suatu area yang aman agar head tidak merusak area data pada piringan harddisk. Harddisk menggerakan head sama halnya dengan piringan hitam menggerakan jarumnya pada rekaman. Jika harddisk yang sedang aktif kemudian dimatikan powernya maka head akan berhenti bergerak dan menempel pada piringan harddisk. Apabila harddisk mengalami guncangan cukup keras maka head akan menggores piringan informasi pada harddisk. Hal ini akan mengakibatkan kerusakan data.
Untuk harddisk dengan penggerak voice coil aktifitas head parking telah dilakukan dengan otomatis akan tetapi untuk harddisk dengan penggerak motor stepper hal ini tidak otomatis. Pada saat ini harddisk terbaru pada umumnya telah menerapkan kemampuan head parking secara otomatis.
2. Low level format dan High Level Format
Perbedaan dasar antara low level dengan high level format adalah bahwa low level format bekerja pada tingkat kontroler untuk memberi batas track dan sektor. Sedangkan high-level format bekerja pada tingkat sistem operasi.
Sebelum dapat digunakan , harddisk harus di low level format terlebih dahulu. Low level format adalah suatu proses yang dikerjakan kontroler untuk menulis informasi ke silinder harddisk, mendefinisikan dimana letak sektor dan bagaimana penomorannya.
Untuk interface IDE dan SCSI harddis tidak perlu di low level format oleh pembeli karena sudah dilakukan oleh pabrik pembuat.
3. Kecepatan
Pabrik pembuat harddisk biasanya mengukur kecepatan harddisk dalam dua cara yaitu :
a. waktu akses atau waktu akses rata-rata
Waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkadn head dari satu track ke track yang bersebelahan. Sedangkan waktu akses rata-rata adalah waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk menggerakkan head dari satu track ke track lainnya yang dipilih secara random. Makin kecil nilainya berarti makin baik kualitas harddisknya. Waktu akses tergantung pada tipe dari penggerak head yang digunakan. Penggerak head yang menggunakan voice coil memiliki waktu akses yang lebih kecil dibanding dengan penggerak head stepper motor.
b. Kecepatan transfer data adalah kecepatan informasi yang dapat ditransfer antara harddisk dan komptuer. Diukur dalam satuan Megabyte per detik.
c. Kecepat putaran piringan harddisk. Kecepatan kecepatan ini diukur dalam satuan RPM ( Rotation per Minute ). Semakin besar nilainya maka semakin baik kualitas harddisk tersebut
Head parking adalah suatu aktivitas harddisk untuk meletakkan head pada suatu area yang aman agar head tidak merusak area data pada piringan harddisk. Harddisk menggerakan head sama halnya dengan piringan hitam menggerakan jarumnya pada rekaman. Jika harddisk yang sedang aktif kemudian dimatikan powernya maka head akan berhenti bergerak dan menempel pada piringan harddisk. Apabila harddisk mengalami guncangan cukup keras maka head akan menggores piringan informasi pada harddisk. Hal ini akan mengakibatkan kerusakan data.
Untuk harddisk dengan penggerak voice coil aktifitas head parking telah dilakukan dengan otomatis akan tetapi untuk harddisk dengan penggerak motor stepper hal ini tidak otomatis. Pada saat ini harddisk terbaru pada umumnya telah menerapkan kemampuan head parking secara otomatis.
2. Low level format dan High Level Format
Perbedaan dasar antara low level dengan high level format adalah bahwa low level format bekerja pada tingkat kontroler untuk memberi batas track dan sektor. Sedangkan high-level format bekerja pada tingkat sistem operasi.
Sebelum dapat digunakan , harddisk harus di low level format terlebih dahulu. Low level format adalah suatu proses yang dikerjakan kontroler untuk menulis informasi ke silinder harddisk, mendefinisikan dimana letak sektor dan bagaimana penomorannya.
Untuk interface IDE dan SCSI harddis tidak perlu di low level format oleh pembeli karena sudah dilakukan oleh pabrik pembuat.
3. Kecepatan
Pabrik pembuat harddisk biasanya mengukur kecepatan harddisk dalam dua cara yaitu :
a. waktu akses atau waktu akses rata-rata
Waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkadn head dari satu track ke track yang bersebelahan. Sedangkan waktu akses rata-rata adalah waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk menggerakkan head dari satu track ke track lainnya yang dipilih secara random. Makin kecil nilainya berarti makin baik kualitas harddisknya. Waktu akses tergantung pada tipe dari penggerak head yang digunakan. Penggerak head yang menggunakan voice coil memiliki waktu akses yang lebih kecil dibanding dengan penggerak head stepper motor.
b. Kecepatan transfer data adalah kecepatan informasi yang dapat ditransfer antara harddisk dan komptuer. Diukur dalam satuan Megabyte per detik.
c. Kecepat putaran piringan harddisk. Kecepatan kecepatan ini diukur dalam satuan RPM ( Rotation per Minute ). Semakin besar nilainya maka semakin baik kualitas harddisk tersebut
HARDDISK
KONSTRUKSI DAN OPERASI HARD DISK
Suatu harddisk terdiri atas beberapa komponen fisik. Semua harddisk umumnya memiliki kompenen yang sama. Perbedaannya mungkin terletak pada pelaksanaan yang sesungguhnya dari komponen ini serta kualitas bahan yang digunakan.
Harddisk memiliki komponen sebagai berikut :
1. Piringan disk
2. Penggerak Head (Head Actuator)
3. Head baca tulis
4. Motor kumparan (motor spindle)
5. papan logika (logic board)
6. Kabel dan konektor
7. drive select jumper dan terminating resistor
8. Penutup depan (bezel)
1. Piringan Disk
Biasanya harddisk memeiliki lebih dari satu piringandan terdapt dalam dua beberapa ukuran antara lain 5 1/4 inch dan 3 1/4 inch. Piringan disk terbuat dari logam biasanya aluminium dengan ketebal 1/4 inch. Piringan ini kemudian dilapisi dengan bahan bersifat magnet atau sering disebut juga media. Media inilah yang berfungsi atas segala informasi yang tersimpan di harddisk. Terdapat beberapa jenis media yang sering digunakan pada piringan disk antara lain media oksida dan film tipis.
Harddisk produksi lama menggunakan media oksida. Hal ini dikarenakan harganya tidak mahal dan mudah digunakan.Sementara itu media film tipis dapat mengangani kerapatan data yang lebih tinggi dengan ketepatan data yang tinggi pula.
2. Head baca/tulis
Harddisk biasanya memiliki satu head baca/tulis untuk masing-masing piringan. Total head pada harddisk antara 2 s/d 16 head. Head tersebut dihubungkan bersama-sama pada suatu alat gerak. Jadi semua head bergerak secara serentak.
Dalam keadaan tidak bekerja head akan menempel pada piringan . Tapi ketika piringan berputar dengan kecepatan penuh akan terjadi tekanan udara di bawah head dan tekanan ini akan mengangkat head dari permukaan piringan. Jarak antara head dan piringan ketika piringan sedang berputar sekitar 10 per sejuta inchi. Jarak sekecil ini lah yang menjadikan alasan mengapa harddisk dilarang dibuka bagian dalamnya. Apabila sebutir debu masuk dan menempel pada piringan maka dapat dipastikan ketika head berputar akan mengenai butiran debu dan akan menyebabkan tergoresnya media piringan.
Ada dua macam head yang diguankan harddisk yaitu:
a. Head campuran ferit
b. Head film tipis
Head campuran ferit adalah tipe lama dari head magnetik. Head ini lebih besar dan berat daripada head film tipis. Biaya produksi head ini relatif murah dibanding head film tipis. Sementara itu head film tipis sebenarnya prodk spesial dari chip semikonduktor. Head ini dibuat dengan cara yang sama dengan membuat chip semikonduktor tapi dengan satu pengecualian yaitu bentuk sangat penting. Head ini harus memiliki lekuk huruf U pada bagian bawah agar tekanan udara bertambah. Head ini ringan dan dapat berada di atas piringan dengan jarak yang lebih pendek dibandingkan dengan head campuran ferit.
3. Penggerak Head
Alat ini akan menggerakkan head sepanjang disk dan meletakkannya secara tepat pada silinder yang diinginkan. Alat penggerak head yang sering digunakan ada dua macam yaitu penggerak stepper motor dan penggerak voice coil.
Penggunaan tipe penggerak berpengaruh kuat pada dayaguna dari harddisk. Pengaruhnya terletak pada ketepatan, sensitivitas terhadap suhu, pisisi, vibrasi. Penggerak voice coil lebih baik kinerjanya bila dibandingkan dengan penggerak motor stepper. Hal ini karena penggerak voice coil lebih cepat, tidak sensitif terhadap suhu, parking head otomatis sangat handal.
4. Motor kumparan
Motor yang memutarkan piringan disebut motor kumparan . Hal ini karena motor ini terhubung dengan kumparan disekeliling piringan yang bergerak. Motor ini secara langsung terhubung dalam arti tidak ada ban atau gear. Motor ini harus bebas bunyi dan harus dikontrol kecepatannya dengan tepat.
5. Papan logika
Papan ini memiliki rangkaian elektronika yang akan mengatur sistem kumparan drive dan penggerak head dan juga mengolah data yang berasal dari kontroler sehingga dapat direkam .
6. Kabel dan konektor
Harddisk standar menggunakan interface ST-506/412, ESDI atau IDE dimana interface ini memiliki empat konektor yaitu :
a. konektor kontrol interface
b. konektor data interface
c. konektor power
d. konektor ground.
Suatu harddisk terdiri atas beberapa komponen fisik. Semua harddisk umumnya memiliki kompenen yang sama. Perbedaannya mungkin terletak pada pelaksanaan yang sesungguhnya dari komponen ini serta kualitas bahan yang digunakan.
Harddisk memiliki komponen sebagai berikut :
1. Piringan disk
2. Penggerak Head (Head Actuator)
3. Head baca tulis
4. Motor kumparan (motor spindle)
5. papan logika (logic board)
6. Kabel dan konektor
7. drive select jumper dan terminating resistor
8. Penutup depan (bezel)
1. Piringan Disk
Biasanya harddisk memeiliki lebih dari satu piringandan terdapt dalam dua beberapa ukuran antara lain 5 1/4 inch dan 3 1/4 inch. Piringan disk terbuat dari logam biasanya aluminium dengan ketebal 1/4 inch. Piringan ini kemudian dilapisi dengan bahan bersifat magnet atau sering disebut juga media. Media inilah yang berfungsi atas segala informasi yang tersimpan di harddisk. Terdapat beberapa jenis media yang sering digunakan pada piringan disk antara lain media oksida dan film tipis.
Harddisk produksi lama menggunakan media oksida. Hal ini dikarenakan harganya tidak mahal dan mudah digunakan.Sementara itu media film tipis dapat mengangani kerapatan data yang lebih tinggi dengan ketepatan data yang tinggi pula.
2. Head baca/tulis
Harddisk biasanya memiliki satu head baca/tulis untuk masing-masing piringan. Total head pada harddisk antara 2 s/d 16 head. Head tersebut dihubungkan bersama-sama pada suatu alat gerak. Jadi semua head bergerak secara serentak.
Dalam keadaan tidak bekerja head akan menempel pada piringan . Tapi ketika piringan berputar dengan kecepatan penuh akan terjadi tekanan udara di bawah head dan tekanan ini akan mengangkat head dari permukaan piringan. Jarak antara head dan piringan ketika piringan sedang berputar sekitar 10 per sejuta inchi. Jarak sekecil ini lah yang menjadikan alasan mengapa harddisk dilarang dibuka bagian dalamnya. Apabila sebutir debu masuk dan menempel pada piringan maka dapat dipastikan ketika head berputar akan mengenai butiran debu dan akan menyebabkan tergoresnya media piringan.
Ada dua macam head yang diguankan harddisk yaitu:
a. Head campuran ferit
b. Head film tipis
Head campuran ferit adalah tipe lama dari head magnetik. Head ini lebih besar dan berat daripada head film tipis. Biaya produksi head ini relatif murah dibanding head film tipis. Sementara itu head film tipis sebenarnya prodk spesial dari chip semikonduktor. Head ini dibuat dengan cara yang sama dengan membuat chip semikonduktor tapi dengan satu pengecualian yaitu bentuk sangat penting. Head ini harus memiliki lekuk huruf U pada bagian bawah agar tekanan udara bertambah. Head ini ringan dan dapat berada di atas piringan dengan jarak yang lebih pendek dibandingkan dengan head campuran ferit.
3. Penggerak Head
Alat ini akan menggerakkan head sepanjang disk dan meletakkannya secara tepat pada silinder yang diinginkan. Alat penggerak head yang sering digunakan ada dua macam yaitu penggerak stepper motor dan penggerak voice coil.
Penggunaan tipe penggerak berpengaruh kuat pada dayaguna dari harddisk. Pengaruhnya terletak pada ketepatan, sensitivitas terhadap suhu, pisisi, vibrasi. Penggerak voice coil lebih baik kinerjanya bila dibandingkan dengan penggerak motor stepper. Hal ini karena penggerak voice coil lebih cepat, tidak sensitif terhadap suhu, parking head otomatis sangat handal.
4. Motor kumparan
Motor yang memutarkan piringan disebut motor kumparan . Hal ini karena motor ini terhubung dengan kumparan disekeliling piringan yang bergerak. Motor ini secara langsung terhubung dalam arti tidak ada ban atau gear. Motor ini harus bebas bunyi dan harus dikontrol kecepatannya dengan tepat.
5. Papan logika
Papan ini memiliki rangkaian elektronika yang akan mengatur sistem kumparan drive dan penggerak head dan juga mengolah data yang berasal dari kontroler sehingga dapat direkam .
6. Kabel dan konektor
Harddisk standar menggunakan interface ST-506/412, ESDI atau IDE dimana interface ini memiliki empat konektor yaitu :
a. konektor kontrol interface
b. konektor data interface
c. konektor power
d. konektor ground.
SOUND CARD
Sound card merupakan suatu device komputer untuk mengkonversi data digital komputer menjadi suara.
Kelebihan Sound Card
1. Sound Card menghasilkan suara digital
Suara digital adalah suara yang berasal dari data digital. Kelebihan dari suara digital adalah kualitasnya yang tidak berkurang dan tidak berbeda dimainkan oleh berbagai alat. Perbandingan kualitas data digital dengan analog dapat terlihat pada perbandingan antara CD musik dengan kaset. Kaset akan berkurang kejernihan suaranya bila direkam terus menerus akan tetapi dengan menggunakan data digital suatu musik dapat direkam terus menerus tanpa kehilangan kualitas suara.
2. Menghasilkan suara yang bermacam-macam
Denagn memakai sound card kita dapat mendengarkan berbagai jenis suara alat musik yang bermacam-macam. Hal ini disebabkan karena umumnya pada sound card terdapat chip FM Synthesizer.
3. Volume dapat diatur
Apabila kita menggunakan internal PC speaker maka suara yang didapat sangat lemah. Dengan menggunakan sound card suara yang dihasilkan diperkuat dan dapat diatur secara software.
4. Dapat merekam suara
Dengan menggunakan sound card maka kita dapat merekam suara dan menyimpannya pada PC.
5. Mendapatkan MIDI interface
Dengan menggunakan sound card maka kita dapat menghubungkan PC dengan alat musik Keyboard melalui MIDI
6. Interface ke joystick
Dengan adanya interface joystick maka kita dapat memainkan game dengan menggunakan joystick.
ISTILAH pada Sound CARD
1. Sound card x bit
Bila mendengar sound card 8 bit maka berarti sound card tersebut hanya dapat mengolah data dengan lebar 8 bit. Sedangkan sound card 16 bit berarti data yang dapat diolah lebar 16 bit.
Semakin lebar data yang dapat diperoleh maka semakin bagus kualitas sound card tersebut.
2. Sampling rate
Sampling Rate (SR) adalah bilanganyang menyatakan frekuensi pengambilan data oleh sound card. Misalkan kita merekam dengan SR 22 KHz maka hal ini berarti unstuk setiap 1/22000 detik sound card akan mengambil data dari sumber suara. Semakin besar SR maka suara yang ditampilkan akan semakin jernih. SR untuk kualitas CD besarnya 44 KHz.
3. Channels
Channel adalah jalur data pada sound card. Misalkan suatu sound card memiliki 20 channel data maka sound card tersebut dapat memainkan data pada 20 saluran sekaligus secara bersamaan sehingga dihasilkan berbagai suara secara bersamaan.
4. Waveform Synthesis
Waveform Synthesis dapat membuat gelombang sinyal. Semakin banyak WFS maka makin baik sound card tersebut.
5. DSP (Digital Signal Processors)
DSP berfungsi sebagai pengolah data digital suara. Dengan adanya DSP maka pada PC dapat dibuat software equalizer yang dapat menyaring frekuensi suara.
PANDUAN MEMBELI SOUND CARD
1. lebar bit data harus semaksimal mungkin untuk didapat hasil maksimum.
2. Sampling Rate harus mencapai 44 KHz
3. Memiliki interface CD-ROM
4. Kompatibilitas hardware.
5. Jumlah saluran suara output ( 4 saluran suara ) Quadrophonic
Kelebihan Sound Card
1. Sound Card menghasilkan suara digital
Suara digital adalah suara yang berasal dari data digital. Kelebihan dari suara digital adalah kualitasnya yang tidak berkurang dan tidak berbeda dimainkan oleh berbagai alat. Perbandingan kualitas data digital dengan analog dapat terlihat pada perbandingan antara CD musik dengan kaset. Kaset akan berkurang kejernihan suaranya bila direkam terus menerus akan tetapi dengan menggunakan data digital suatu musik dapat direkam terus menerus tanpa kehilangan kualitas suara.
2. Menghasilkan suara yang bermacam-macam
Denagn memakai sound card kita dapat mendengarkan berbagai jenis suara alat musik yang bermacam-macam. Hal ini disebabkan karena umumnya pada sound card terdapat chip FM Synthesizer.
3. Volume dapat diatur
Apabila kita menggunakan internal PC speaker maka suara yang didapat sangat lemah. Dengan menggunakan sound card suara yang dihasilkan diperkuat dan dapat diatur secara software.
4. Dapat merekam suara
Dengan menggunakan sound card maka kita dapat merekam suara dan menyimpannya pada PC.
5. Mendapatkan MIDI interface
Dengan menggunakan sound card maka kita dapat menghubungkan PC dengan alat musik Keyboard melalui MIDI
6. Interface ke joystick
Dengan adanya interface joystick maka kita dapat memainkan game dengan menggunakan joystick.
ISTILAH pada Sound CARD
1. Sound card x bit
Bila mendengar sound card 8 bit maka berarti sound card tersebut hanya dapat mengolah data dengan lebar 8 bit. Sedangkan sound card 16 bit berarti data yang dapat diolah lebar 16 bit.
Semakin lebar data yang dapat diperoleh maka semakin bagus kualitas sound card tersebut.
2. Sampling rate
Sampling Rate (SR) adalah bilanganyang menyatakan frekuensi pengambilan data oleh sound card. Misalkan kita merekam dengan SR 22 KHz maka hal ini berarti unstuk setiap 1/22000 detik sound card akan mengambil data dari sumber suara. Semakin besar SR maka suara yang ditampilkan akan semakin jernih. SR untuk kualitas CD besarnya 44 KHz.
3. Channels
Channel adalah jalur data pada sound card. Misalkan suatu sound card memiliki 20 channel data maka sound card tersebut dapat memainkan data pada 20 saluran sekaligus secara bersamaan sehingga dihasilkan berbagai suara secara bersamaan.
4. Waveform Synthesis
Waveform Synthesis dapat membuat gelombang sinyal. Semakin banyak WFS maka makin baik sound card tersebut.
5. DSP (Digital Signal Processors)
DSP berfungsi sebagai pengolah data digital suara. Dengan adanya DSP maka pada PC dapat dibuat software equalizer yang dapat menyaring frekuensi suara.
PANDUAN MEMBELI SOUND CARD
1. lebar bit data harus semaksimal mungkin untuk didapat hasil maksimum.
2. Sampling Rate harus mencapai 44 KHz
3. Memiliki interface CD-ROM
4. Kompatibilitas hardware.
5. Jumlah saluran suara output ( 4 saluran suara ) Quadrophonic
DEVICE DRIVER
Suatu sistem operasi harus menangani bermacam-macam hal seperti menangani memori dan piranti (Device). Piranti yang ditangani oleh CPU antara lain keyboard, disk drive, harddisk, CRT dll. Device driver adalah suatu modul penendali piranti yang berfungsi untuk menyalurkan semua komunikasi dari dan menuju piranti.
Mengapa device driver harus ada ?
Device driver akan membantu sistem operasi untuk mengatur suatu device yang baru. Pada waktu terdahulu, MS-DOS versi 1.0 mendukung pemakaian piranti berupa disk drive satu sisi ( single sided) dengan kapasitas 180 KB. Tidak lama kemudian IBM menyediakan disk drive tipe baru yaitu disk drive dua sisi( double sided) dengan kapasitas 360 KB. Pemakai MS-DOS versi 1.0 tidak dapat menggunakan disk drive terbaru IBM karena MS-DOS versi 1.0 tidak mengenal device tersebut. Agar dapat menggunakan disk drive tersebut maka sistem operasi harus diupgrade menjadi MS-DOS versi 1.1 .
Pada sistem lama yang tidak mendukung device driver, setiap terdapat hardware baru maka sistem operasi harus diupgrade. Hal ini tidak efisien dan memboroskan biaya. Oleh karena itulah dikembangkan konsep device driver. Pada MS-DOS 2.0 telah didukung kemampuan instalasi device driver. Apabila terdapat suatu hardware / piranti baru maka sistem operasi tidak perlu diupgrade akan tetapi cukup memodifikasi file CONFIG.SYS dan melakukan reboot. Hal ini jelas lebih efisien.
Beberapa device driver telah terinstalasi secara ototmatis pada saat booting komputer. Tetapi ada juga yang harus diinstalasi sendiri. Device driver yang harus diinstalsi sendiri disebut installable device driver.
Dalam instalasi device driver, CONFIG.SYS adalah file yang sangat penting pada sistem operasi MS-DOS. File ini berisi konfigurasi sistem komputer. File ini merupakan file teks sehingga memodifikasi file ini sangatlah mudah. Agar dapat melakukan instalasi device driver baru maka file device driver harus terdapat dalam sistem komputer . Kemudian pada file CONFIG.sys tinggal menambahkan instruksi DEVICE sebagai berikut :
DEVICE namafile
Mengapa device driver harus ada ?
Device driver akan membantu sistem operasi untuk mengatur suatu device yang baru. Pada waktu terdahulu, MS-DOS versi 1.0 mendukung pemakaian piranti berupa disk drive satu sisi ( single sided) dengan kapasitas 180 KB. Tidak lama kemudian IBM menyediakan disk drive tipe baru yaitu disk drive dua sisi( double sided) dengan kapasitas 360 KB. Pemakai MS-DOS versi 1.0 tidak dapat menggunakan disk drive terbaru IBM karena MS-DOS versi 1.0 tidak mengenal device tersebut. Agar dapat menggunakan disk drive tersebut maka sistem operasi harus diupgrade menjadi MS-DOS versi 1.1 .
Pada sistem lama yang tidak mendukung device driver, setiap terdapat hardware baru maka sistem operasi harus diupgrade. Hal ini tidak efisien dan memboroskan biaya. Oleh karena itulah dikembangkan konsep device driver. Pada MS-DOS 2.0 telah didukung kemampuan instalasi device driver. Apabila terdapat suatu hardware / piranti baru maka sistem operasi tidak perlu diupgrade akan tetapi cukup memodifikasi file CONFIG.SYS dan melakukan reboot. Hal ini jelas lebih efisien.
Beberapa device driver telah terinstalasi secara ototmatis pada saat booting komputer. Tetapi ada juga yang harus diinstalasi sendiri. Device driver yang harus diinstalsi sendiri disebut installable device driver.
Dalam instalasi device driver, CONFIG.SYS adalah file yang sangat penting pada sistem operasi MS-DOS. File ini berisi konfigurasi sistem komputer. File ini merupakan file teks sehingga memodifikasi file ini sangatlah mudah. Agar dapat melakukan instalasi device driver baru maka file device driver harus terdapat dalam sistem komputer . Kemudian pada file CONFIG.sys tinggal menambahkan instruksi DEVICE sebagai berikut :
DEVICE namafile
KOMPUTER PARALEL
Kebutuhan pengolahan data dengan arus laju informasi yang sedemikian pesatnya menyebabkan komputer dengan sistem pengolahan prosesor tunggal dirasakan kurang mencukupi. Kemajuan teknologi telah memunculkan komputer dengan arsitektur banyak prosesor, yang memungkinkan pengolahan data secara paralel.
Paralelisasi dalam sistem komputer diakibatkan oleh beberapa alasan. Alasan utama adalah kebutuhan untuk mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk pelaksanaan program dan menaikkan troughput sistem. Selain itu adalah keamanan, keandalan, kemampuan untuk dikembangkan, dan kebutuhan real time.
Dasar proses paralel
Pengolahan data secara paralel pada dasarnya meiru cara kerja benda alam, seperti : otak manusia. Untuk pengolahan pralel diperlukan beberapa elemen dasar yang sedikit berbeda dari pengolahan serial (pengolahan tunggal). Antara lain dibutuhkan tatacara (algoritma) paralel, bahasa pemrograman paralel, serta arsitektur komputer paralel.
Algoritma paralel berbeda dari algoritma serial, sebab pada algoritma paralel dibutuhkan pengaturan pembagian pekerjaan kepada setiap prosesor yang ada. Bila pada sistem serial satu pekerjaan akan dilakukan bila pekerjaan yang lain telah selesai, maka pada sistem paralel beberapa pekerjaan dapat diselesaikan secara terpisah oleh beberapa prosesor dalam waktu yang bersamaan.
Bahasa pemrograman
Dibtuhkan bahasa pemrograman yang berbeda untuk melakukan pemrograman dalam lingkungan kmputer paralel. Bahasa pemrograman yang digunakan antara lain Concurrent C, Actor-Based dan Linda-Based.
Arsitektur komputer.
Arsitektur komuter paralel berbeda dengan arsitektur komputer biasa. Komputer paralel mempunyai banyak prosesor utama, sedangkan komputer prosesor tunggal hanya mempunyai satu prosesor saja.
Terdapat empat bentuk arsitektur paralel yaitu:
1.SISD(Single Instruction Single Data)
2.MISD ( Multiple Instruction Single Data)
3.SIMD (Single Instruction Multiple Data)
4. MIMD (Multiple Instruction Multiple Data)
Manajemen memori
Ada dua cara pengaturan paralel yaitu dengan cara shared memory dan message-passing.
Shared memory mempunyai rauang pengalamatan tunggal, sehingga mudah diprogram. Akan tetapi tidak scalable dan memerlukan bandwidth sangat tinggi.
Message-passing mengandung transfer data eksplisit sehingga bersifat scalaable. Kelemahannya lebih sulit untuk diprogram
Paralelisasi dalam sistem komputer diakibatkan oleh beberapa alasan. Alasan utama adalah kebutuhan untuk mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk pelaksanaan program dan menaikkan troughput sistem. Selain itu adalah keamanan, keandalan, kemampuan untuk dikembangkan, dan kebutuhan real time.
Dasar proses paralel
Pengolahan data secara paralel pada dasarnya meiru cara kerja benda alam, seperti : otak manusia. Untuk pengolahan pralel diperlukan beberapa elemen dasar yang sedikit berbeda dari pengolahan serial (pengolahan tunggal). Antara lain dibutuhkan tatacara (algoritma) paralel, bahasa pemrograman paralel, serta arsitektur komputer paralel.
Algoritma paralel berbeda dari algoritma serial, sebab pada algoritma paralel dibutuhkan pengaturan pembagian pekerjaan kepada setiap prosesor yang ada. Bila pada sistem serial satu pekerjaan akan dilakukan bila pekerjaan yang lain telah selesai, maka pada sistem paralel beberapa pekerjaan dapat diselesaikan secara terpisah oleh beberapa prosesor dalam waktu yang bersamaan.
Bahasa pemrograman
Dibtuhkan bahasa pemrograman yang berbeda untuk melakukan pemrograman dalam lingkungan kmputer paralel. Bahasa pemrograman yang digunakan antara lain Concurrent C, Actor-Based dan Linda-Based.
Arsitektur komputer.
Arsitektur komuter paralel berbeda dengan arsitektur komputer biasa. Komputer paralel mempunyai banyak prosesor utama, sedangkan komputer prosesor tunggal hanya mempunyai satu prosesor saja.
Terdapat empat bentuk arsitektur paralel yaitu:
1.SISD(Single Instruction Single Data)
2.MISD ( Multiple Instruction Single Data)
3.SIMD (Single Instruction Multiple Data)
4. MIMD (Multiple Instruction Multiple Data)
Manajemen memori
Ada dua cara pengaturan paralel yaitu dengan cara shared memory dan message-passing.
Shared memory mempunyai rauang pengalamatan tunggal, sehingga mudah diprogram. Akan tetapi tidak scalable dan memerlukan bandwidth sangat tinggi.
Message-passing mengandung transfer data eksplisit sehingga bersifat scalaable. Kelemahannya lebih sulit untuk diprogram
Selasa, 12 Februari 2008
30 LANGKAH PROSES BOOTING KOMPUTER - DOS
1. Mulai menyalakan komputer
2. Power supply melakukan self-test dan menentukan kelayakan tegangan serta arus listrik dalam motherboard. Jika berhasil baik maka suatu signal tertentu akan dikirimkan ke motherboard
3. Chip timer menerima signal tersebut dan menghentikan pengiriman singnal reset ke mikroprosesor.
4. Mikroprosesor mulai menjalankan program ROM BIOS mulai dari alamat memori FFFF:0000. Alamat ini hanya berisikan instruksi JMP untuk melompat ke program ROM BIOS yang sebenarnya.
5. ROM BIOS memeriksa kelayakan sistem-sistem dasar komputer. Setiap kesalahan yang muncul diindikasikan dengan variasi bunyi beep tertentu
6. ROM BIOS mencari program ROM untuk video adapter yang ada pada setiap video card terpasang mulai alamat C000:0000 sampai C800:0000. Jika ditemukan maka akan dilakukan test checksum dan jika test ini berhasil maka program video ROM dieksekusi dan kursir akan muncul di layar. Kesalahan test checksum akan muncul berupa pesan :
C000 ROM Error
7. Jika ROM BIOS tidak menemukan program video ROM maka akan digunakan program video ROM yang ada di dalam motherboard dan kursor pun akan muncul di layar.
8. ROM BIOS akan memeriksa, melakukan test checksum dan mengeksekusi semua program ROM lainnya mulai alamat memori C800:0000 sampai dengan DF80:0000
9. Setiap kesalahan pada test checksum diindikasikan berupa pesan :
xxx ROM Error.
10. ROM BIOS memeriksa sebuah harga (dalam dua byte) di alamat memori 0000:0472 utnuk menentukan apakah proses ini berupa cold start atau warm start. Jika harga tersebut berilai 1234 heksa maka ini meruakan proses warm stard di mana prosedur POST ( Power On Self Test) tidak akan dijalankan.
11. Harga selain 1234 heksa merupakan proses cold start sehingga ROM BIOS akan melakukan prosedur test memori dan kesalahan yang muncul pada proses ini akan diindikasikan dengan variasi bunyi beep. Jika prosedur ini berhasil maka sebuah bunyi beep akan dikeluarkan.
12. ROM BIOS mencari boot sector pada sector awal (track 0, head 0, sector 1) suatu media penyimpanan (disk) di drive A dan meletakkannya di alamat memori 0000:7C00. Jika tidak terdapat disk di drive A atau sector awal gagal dibaca maka ROM BIOS tetap akan melakukan proses selanjutnya.
13. Jika nilai pada byte awal dari boot sector kurang dari harga 06 heksa atau lebih bear sama dengan 02 heksa, dan 18 byte pertama berisikan pola data yang sama maka ROM BIOS menghentikan proses kerjanya dan pesan kesalahan akan dimunculkan :
602 Diskette Boot Record Error
14. Boot Sector akan mencari dua file sistem yaitu IBMBIO.COM dan IBMDOS.COM (IO.SYS dan MSDOS.SYS pada MS-DOS). Jika file tersebut tidak terdapat di awal direktori atau terjadi kegagalan dalam membaca file-file tersebutmaka pesan kesalahan berikut akan muncul :
Non-system disk or disk error
Replace and strike any key when ready
15. Jika program dalam boot sector telah rusak maka akan muncul pesan :
Disk Boot failure
16. Jika boot sector tidak dapat dibaca dari drive A, ROM BIOS akan mencari tabel partisi induk pda sector awal dalam hard disk (drive C). Jika ditemukan maka akan diletakkan di alamat memori 0000:7C00. Jika dua byte terakhir pada tabel partisi tidak sama dengan nilai 55AA heksa maka ( Untuk kebanyakan sistem) ROM BIOS akan memanggil ROM-BASIC interpreter dengan menggunakan interrupt 18 heksa
17. Program dalam tabel partisi induk tersebut mencari semua tabel partisi anaknya atau extended partisi (maksimum 24 tabel partisi) dan memeriksa apakah terdapat indikator boot dari partisi aktif.
18. Jika tidak ada partisi yang aktif maka ROM-BASIC interpreter akan dieksekusi (atau pesan kesalahan disk dimunculkan di layar) .
19. Jika indikator boot dari tabel partisi induk tidak sesuai atau terdapat lebih dari satu partisi aktif maka sistem akan menghentikan prosesnya dan pesan kesalahan akan muncul di layar:
Invalid partition table
20. Tabel partisi induk akan membaca boot sector di dalam partisi aktif dan meletakkannya ke memori untuk diperiksa.
21. Jika terjadi kegagalan dalam membaca boot sector tersebut(setelah dicoba lima kali) maka pesan kesalahan akan dimunculkan di layar:
Error loading operating system.
22. Boot sector harddisk diperiksa dan jika dua byte terakhir dari sector tidak sama dengan harga 55AA heksa maka pesan kesalahan berikut akan muncul:
Missing operating system.
23. Boot sector akan mencari dua file sistem, yaitu IBMDOS.COM dan IBMBIO.COM . Jika file tersebut tidak ditemukan di awal direktori atau terjadi kegagalan dalam membaca file-file tersebut maka pesan kesalahan beriku akan dimunculkan dilayar :
Non-system disk or disk error
Replacae and strike any key when ready
24. Jika program dalam boot sector telah rusak maka di layar akan muncul pesan kesalahan :
Disk Boot Failure
25. Jika tidak terjadi kesalhan dalam proses ini maka IBMBIO.COM akan dieksekusi dan kontrol beralih ke file sistem tersebut.
27. IBMBIO.COM memeriksa dan kemudian menjalankan IBMDOS.COM yang akan menginisialisasi device driver utama, menentukan status peralatan yang terpasang dan mempersiapkan parameter awal sistem.
28. IBMBIO membaca file CONFIG.SYS sebanyak empat kali:
pertama, semua instruksi yang ada kecuali DEVICE,INSTALL, dan SHELL akan diproses, tidak peduli bagaimana urutan instruksi tersebut ditulis.
Kedua, instruksi DEVICE berikut file device driver akan dieksekusi.
Ketiga, instruksi INSTALL , berikut file program akan dieksekusi.
Keempat, instruksi SHELL berikut program shell akan dieksekusi. Jika tidak terdapat instruksi seperti ini maka akan digunakan file COMMAND.COM sebagai default. Disini, IBMBIO menyerahkan kontrol sepenuhnya kepada file program shell
29. Jika Command.com bekerja sebagai shell, maka ia akan memeriksa apakah terdapat file autoexec.bat di direktori utama. Jika ada maka semua instruksi di dalam file tersebut akan diproses.
30. Jika autoexec.bat tidak ditemukan maka command.com akan mengeksekusi perintah internal seperti DATE, TIME, VER dan DOS Prompt
2. Power supply melakukan self-test dan menentukan kelayakan tegangan serta arus listrik dalam motherboard. Jika berhasil baik maka suatu signal tertentu akan dikirimkan ke motherboard
3. Chip timer menerima signal tersebut dan menghentikan pengiriman singnal reset ke mikroprosesor.
4. Mikroprosesor mulai menjalankan program ROM BIOS mulai dari alamat memori FFFF:0000. Alamat ini hanya berisikan instruksi JMP untuk melompat ke program ROM BIOS yang sebenarnya.
5. ROM BIOS memeriksa kelayakan sistem-sistem dasar komputer. Setiap kesalahan yang muncul diindikasikan dengan variasi bunyi beep tertentu
6. ROM BIOS mencari program ROM untuk video adapter yang ada pada setiap video card terpasang mulai alamat C000:0000 sampai C800:0000. Jika ditemukan maka akan dilakukan test checksum dan jika test ini berhasil maka program video ROM dieksekusi dan kursir akan muncul di layar. Kesalahan test checksum akan muncul berupa pesan :
C000 ROM Error
7. Jika ROM BIOS tidak menemukan program video ROM maka akan digunakan program video ROM yang ada di dalam motherboard dan kursor pun akan muncul di layar.
8. ROM BIOS akan memeriksa, melakukan test checksum dan mengeksekusi semua program ROM lainnya mulai alamat memori C800:0000 sampai dengan DF80:0000
9. Setiap kesalahan pada test checksum diindikasikan berupa pesan :
xxx ROM Error.
10. ROM BIOS memeriksa sebuah harga (dalam dua byte) di alamat memori 0000:0472 utnuk menentukan apakah proses ini berupa cold start atau warm start. Jika harga tersebut berilai 1234 heksa maka ini meruakan proses warm stard di mana prosedur POST ( Power On Self Test) tidak akan dijalankan.
11. Harga selain 1234 heksa merupakan proses cold start sehingga ROM BIOS akan melakukan prosedur test memori dan kesalahan yang muncul pada proses ini akan diindikasikan dengan variasi bunyi beep. Jika prosedur ini berhasil maka sebuah bunyi beep akan dikeluarkan.
12. ROM BIOS mencari boot sector pada sector awal (track 0, head 0, sector 1) suatu media penyimpanan (disk) di drive A dan meletakkannya di alamat memori 0000:7C00. Jika tidak terdapat disk di drive A atau sector awal gagal dibaca maka ROM BIOS tetap akan melakukan proses selanjutnya.
13. Jika nilai pada byte awal dari boot sector kurang dari harga 06 heksa atau lebih bear sama dengan 02 heksa, dan 18 byte pertama berisikan pola data yang sama maka ROM BIOS menghentikan proses kerjanya dan pesan kesalahan akan dimunculkan :
602 Diskette Boot Record Error
14. Boot Sector akan mencari dua file sistem yaitu IBMBIO.COM dan IBMDOS.COM (IO.SYS dan MSDOS.SYS pada MS-DOS). Jika file tersebut tidak terdapat di awal direktori atau terjadi kegagalan dalam membaca file-file tersebutmaka pesan kesalahan berikut akan muncul :
Non-system disk or disk error
Replace and strike any key when ready
15. Jika program dalam boot sector telah rusak maka akan muncul pesan :
Disk Boot failure
16. Jika boot sector tidak dapat dibaca dari drive A, ROM BIOS akan mencari tabel partisi induk pda sector awal dalam hard disk (drive C). Jika ditemukan maka akan diletakkan di alamat memori 0000:7C00. Jika dua byte terakhir pada tabel partisi tidak sama dengan nilai 55AA heksa maka ( Untuk kebanyakan sistem) ROM BIOS akan memanggil ROM-BASIC interpreter dengan menggunakan interrupt 18 heksa
17. Program dalam tabel partisi induk tersebut mencari semua tabel partisi anaknya atau extended partisi (maksimum 24 tabel partisi) dan memeriksa apakah terdapat indikator boot dari partisi aktif.
18. Jika tidak ada partisi yang aktif maka ROM-BASIC interpreter akan dieksekusi (atau pesan kesalahan disk dimunculkan di layar) .
19. Jika indikator boot dari tabel partisi induk tidak sesuai atau terdapat lebih dari satu partisi aktif maka sistem akan menghentikan prosesnya dan pesan kesalahan akan muncul di layar:
Invalid partition table
20. Tabel partisi induk akan membaca boot sector di dalam partisi aktif dan meletakkannya ke memori untuk diperiksa.
21. Jika terjadi kegagalan dalam membaca boot sector tersebut(setelah dicoba lima kali) maka pesan kesalahan akan dimunculkan di layar:
Error loading operating system.
22. Boot sector harddisk diperiksa dan jika dua byte terakhir dari sector tidak sama dengan harga 55AA heksa maka pesan kesalahan berikut akan muncul:
Missing operating system.
23. Boot sector akan mencari dua file sistem, yaitu IBMDOS.COM dan IBMBIO.COM . Jika file tersebut tidak ditemukan di awal direktori atau terjadi kegagalan dalam membaca file-file tersebut maka pesan kesalahan beriku akan dimunculkan dilayar :
Non-system disk or disk error
Replacae and strike any key when ready
24. Jika program dalam boot sector telah rusak maka di layar akan muncul pesan kesalahan :
Disk Boot Failure
25. Jika tidak terjadi kesalhan dalam proses ini maka IBMBIO.COM akan dieksekusi dan kontrol beralih ke file sistem tersebut.
27. IBMBIO.COM memeriksa dan kemudian menjalankan IBMDOS.COM yang akan menginisialisasi device driver utama, menentukan status peralatan yang terpasang dan mempersiapkan parameter awal sistem.
28. IBMBIO membaca file CONFIG.SYS sebanyak empat kali:
pertama, semua instruksi yang ada kecuali DEVICE,INSTALL, dan SHELL akan diproses, tidak peduli bagaimana urutan instruksi tersebut ditulis.
Kedua, instruksi DEVICE berikut file device driver akan dieksekusi.
Ketiga, instruksi INSTALL , berikut file program akan dieksekusi.
Keempat, instruksi SHELL berikut program shell akan dieksekusi. Jika tidak terdapat instruksi seperti ini maka akan digunakan file COMMAND.COM sebagai default. Disini, IBMBIO menyerahkan kontrol sepenuhnya kepada file program shell
29. Jika Command.com bekerja sebagai shell, maka ia akan memeriksa apakah terdapat file autoexec.bat di direktori utama. Jika ada maka semua instruksi di dalam file tersebut akan diproses.
30. Jika autoexec.bat tidak ditemukan maka command.com akan mengeksekusi perintah internal seperti DATE, TIME, VER dan DOS Prompt
ARSITEKTUR MIKROPROSESOR RISC
RISC (Reduced Instruction Set Computing) merupakan arsitektur komputer yang telah dikembangkan sejak tahun 1974 oleh John Cocke. Ia meneliti instruksi-instruksi yang digunakan oleh komputer dan menemukan bahwa sebagian besar instruksi yang digunakan adalah instruksi dasar yang sederhana bukan instruksi mikroprosesor yang kompleks. Cocke kemudian merancang sebuah komputer berdasarkan sejumlah kecil instruksi yang dapat dieksekusi dengan cepat.
Istilah RISC mulai digunakan pada tahun 1980 oleh David Peterson dari Iniversitas California di Berkeley (USA). Arsitektur mikroprosesor tradisional memiliki jumlah instruksi yang sangat banyak bisa mencapai ratusan instruksi yang disebut arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer), sementara arsitektur RISC memiliki jumlah instruksi yang sedikit.
Pada tahun 1979 IBM memperkenalkan komputer model 801 yang memanfaatkan penemuan John Cocke dan merupakan komputer RISC pertama yang dibuat oleh IBM. Model 801 merupakan sebuah minikomputer 32 bit dengan 32 register dan dapat mengeksekusi instruksi sederhana dalam satu siklus clock. Pada tahun 1990 IBM meluncurkan RISC system/6000 disingkat RS/6000. CPU RS/6000 terdiri atas beberapa chip. Dalam perkembangan selanjutnya CPU tersebut digantikan dengan hanya menggunakan 1 chip komponen. Chip tunggal ini kemudian menjadi basis untuk mikroprosesor PowerPC yang diproduksi oleh Aliansi IBM,Motorola dan Apple Computer.
Sifat RISC antara lain:
1.Semua atau setidak-tidaknya sebagian besar (80%) instruksi harus dieksekusi dalam satu siklus clock.
2. Semua instruksi harus memiliki satu ukuran standar, yaitu sama dengan ukuran kata dasar (basic word length).
3. Jumlah jenis instuksinya harus kecil, tidak melebihi 128
4. Jumlah format isntruksinya harus kecil, tidak melebihi kira-kira 4
5. Jumlah addressing mode harus kecil, tidak melebihi kira-kira 4
6. Akses ke memori hanya dilakukan dengan instruksi load dan store.
7. Semua operasi, kekcuali operasi load dan store merupakan operasi register ke register di dalam CPU.
8. Memiliki hardwired control unit.
9. Memiliki relatif banyak register serbaguna internal CPU.
EVALUASI RISC
1. Realisasi chip VLSI
Sistem RISC diwujudkan sebagai sebuah chip VLSI maka hasilnya antara lain:
a.Luas permukaan chip akan lebih kecil. Hal ini dikarenakan RISC mengandung instruksi yang jumlahnya kecil. Sehingga hal ini bermanfaat untuk menampung fungsi-fungsi lain selain instruksi seperti cache,FPU dll.
b. Ruang yang menjadi lebih bebas karena kecilnya control area yang diperlukan.
2. Aspek Kecepatan Komputasi
a. RISC sangat cocok dan efisien untuk operasi pipeline. Hal ini dikarenakan instruksi RISC didesai untuk memiliki waktu eksekusi yang relatif sama. Hasil yang didapat antara lain ialah kecepatan komputasi akan meningkat.
b. Decoding unit pada RISC akan berukuran kecil dan sederhana sehingga proses pengeksekusian instruksi akan lebih cepat.
c. Jumlah register internal yang besar akan menghemat waktu komputasi terutama untuk program yang menangani data dalam jumlah besar.
3. Aspek biaya perancangan dan kehandalan
a. Rancangan unit kontrol RISC dapat diselesaikan lebih cepat, sehingga mengurangi biaya perancangan secara keseluruhan.
b. Waktu perancangan yang lebih singkat mengurangi kemungkinan produk akhirnya sudah akan kadaluarsa pada saat rancangannya selesai.
c. Suatu unit kontrolyang sederhana dan lebih kecil akan mengurangi kesalahan desain yang mungkin terjadi.
KELEMAHAN RISC
Kelemahan utama dari RISC ialah jumalh instruksi yang sedikit. Hal ini mengakibatkan untuk melakukan suatu tugas akan dibutuhkan instruksi yang lebih banyak bila dibandingkan CISC. Hasilnya ialah jumlah ukuran program akan lebih besar bila dibandingkan CISC. Penggunaan memori akan semakin meningkat dan lalu lintas instruksi antara CPU dan memori akan meningkat pula.
Istilah RISC mulai digunakan pada tahun 1980 oleh David Peterson dari Iniversitas California di Berkeley (USA). Arsitektur mikroprosesor tradisional memiliki jumlah instruksi yang sangat banyak bisa mencapai ratusan instruksi yang disebut arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer), sementara arsitektur RISC memiliki jumlah instruksi yang sedikit.
Pada tahun 1979 IBM memperkenalkan komputer model 801 yang memanfaatkan penemuan John Cocke dan merupakan komputer RISC pertama yang dibuat oleh IBM. Model 801 merupakan sebuah minikomputer 32 bit dengan 32 register dan dapat mengeksekusi instruksi sederhana dalam satu siklus clock. Pada tahun 1990 IBM meluncurkan RISC system/6000 disingkat RS/6000. CPU RS/6000 terdiri atas beberapa chip. Dalam perkembangan selanjutnya CPU tersebut digantikan dengan hanya menggunakan 1 chip komponen. Chip tunggal ini kemudian menjadi basis untuk mikroprosesor PowerPC yang diproduksi oleh Aliansi IBM,Motorola dan Apple Computer.
Sifat RISC antara lain:
1.Semua atau setidak-tidaknya sebagian besar (80%) instruksi harus dieksekusi dalam satu siklus clock.
2. Semua instruksi harus memiliki satu ukuran standar, yaitu sama dengan ukuran kata dasar (basic word length).
3. Jumlah jenis instuksinya harus kecil, tidak melebihi 128
4. Jumlah format isntruksinya harus kecil, tidak melebihi kira-kira 4
5. Jumlah addressing mode harus kecil, tidak melebihi kira-kira 4
6. Akses ke memori hanya dilakukan dengan instruksi load dan store.
7. Semua operasi, kekcuali operasi load dan store merupakan operasi register ke register di dalam CPU.
8. Memiliki hardwired control unit.
9. Memiliki relatif banyak register serbaguna internal CPU.
EVALUASI RISC
1. Realisasi chip VLSI
Sistem RISC diwujudkan sebagai sebuah chip VLSI maka hasilnya antara lain:
a.Luas permukaan chip akan lebih kecil. Hal ini dikarenakan RISC mengandung instruksi yang jumlahnya kecil. Sehingga hal ini bermanfaat untuk menampung fungsi-fungsi lain selain instruksi seperti cache,FPU dll.
b. Ruang yang menjadi lebih bebas karena kecilnya control area yang diperlukan.
2. Aspek Kecepatan Komputasi
a. RISC sangat cocok dan efisien untuk operasi pipeline. Hal ini dikarenakan instruksi RISC didesai untuk memiliki waktu eksekusi yang relatif sama. Hasil yang didapat antara lain ialah kecepatan komputasi akan meningkat.
b. Decoding unit pada RISC akan berukuran kecil dan sederhana sehingga proses pengeksekusian instruksi akan lebih cepat.
c. Jumlah register internal yang besar akan menghemat waktu komputasi terutama untuk program yang menangani data dalam jumlah besar.
3. Aspek biaya perancangan dan kehandalan
a. Rancangan unit kontrol RISC dapat diselesaikan lebih cepat, sehingga mengurangi biaya perancangan secara keseluruhan.
b. Waktu perancangan yang lebih singkat mengurangi kemungkinan produk akhirnya sudah akan kadaluarsa pada saat rancangannya selesai.
c. Suatu unit kontrolyang sederhana dan lebih kecil akan mengurangi kesalahan desain yang mungkin terjadi.
KELEMAHAN RISC
Kelemahan utama dari RISC ialah jumalh instruksi yang sedikit. Hal ini mengakibatkan untuk melakukan suatu tugas akan dibutuhkan instruksi yang lebih banyak bila dibandingkan CISC. Hasilnya ialah jumlah ukuran program akan lebih besar bila dibandingkan CISC. Penggunaan memori akan semakin meningkat dan lalu lintas instruksi antara CPU dan memori akan meningkat pula.
Format Gambar BMP (Bitmap)
Format file BMP digunakan secara luas pada variasi sistem operasi Microsoft Windows. Penggunaannya tersebar untuk icon, kursor dan komponen visual lainnya.
Format file BMP terdiri dari empat bagian, yaitu:
1. Bitmap file Header
2. Bitmap info Header
3. Tabel warna yang digunakan
4. Bit piksel
Semua data dalam file bitmap tersimpan dalam susunan little-endian. Hal ini berarti bahwa byte pertama dalam file merepresentasikan nilai terkecil dari suatu bilangan. Sebagai contoh bila disimpan suatu angka 0x1234 dalam susunan little- endian maka nilai 0x34 akan disimpan terlebih dahulu baru kemudian nilai 0x12. Tabel daftar file header BMP dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Tabel Daftar File Header BMP
Byte Tipe Keterangan
2 char tipe file
4 32-bit int total ukuran file dalam byte
2 16-bit int tidak digunakan
2 16-bit int tidak digunakan
4 32-bit int byte-offset dari file bit bitmap dimulai
Tipe file pada file header akan memastikan bahwa file yang akan diproses adalah file bitmap. Di bawah ini merupakan tabel dari info header .
Tabel 2.3 Tabel Info Header File BMP
Byte Tipe Keterangan
4 32-bit int Ukuran info header dalam byte
4 32-bit int lebar gambar dalam piksel
4 32-bit int tinggi gambar dalam piksel
2 16-bit int jumlah bit plane
2 16-bit int jumlah bit tiap piksel
4 32-bit int Tipe kompresi yang digunakan
4 32-bit int jumlah data bitmap
4 32-bit int jumlah piksel horizontal per meter
4 32-bit int jumlah piksel vertikal per meter
4 32-bit int jumlah warna yang digunakan
4 32-bit int jumlah warna yang penting
Setelah info header terdapat tabel warna . Warna disimpan dalam susunan yang disebut RGBQUAD yang terdiri dari 4 byte data. RGBQUAD terdiri dari 8 bit intensitas biru, 8 bit intensitas merah, 8 bit intensitas hijau. Bila sebuah file BMP terdiri dari 24 bit warna maka tabel warna tidak digunakan.
Bila tipe kompresi yang digunakan bernilai 0 maka berarti tidak ada kompressi yang digunakan. Sedangkan bila bernilai 1 maka kompresi yang digunakan ialah RLE8. Sedangkan bila bernilai 2 maka kompresiyang digunakan ialah RLE4.
Format file BMP terdiri dari empat bagian, yaitu:
1. Bitmap file Header
2. Bitmap info Header
3. Tabel warna yang digunakan
4. Bit piksel
Semua data dalam file bitmap tersimpan dalam susunan little-endian. Hal ini berarti bahwa byte pertama dalam file merepresentasikan nilai terkecil dari suatu bilangan. Sebagai contoh bila disimpan suatu angka 0x1234 dalam susunan little- endian maka nilai 0x34 akan disimpan terlebih dahulu baru kemudian nilai 0x12. Tabel daftar file header BMP dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Tabel Daftar File Header BMP
Byte Tipe Keterangan
2 char tipe file
4 32-bit int total ukuran file dalam byte
2 16-bit int tidak digunakan
2 16-bit int tidak digunakan
4 32-bit int byte-offset dari file bit bitmap dimulai
Tipe file pada file header akan memastikan bahwa file yang akan diproses adalah file bitmap. Di bawah ini merupakan tabel dari info header .
Tabel 2.3 Tabel Info Header File BMP
Byte Tipe Keterangan
4 32-bit int Ukuran info header dalam byte
4 32-bit int lebar gambar dalam piksel
4 32-bit int tinggi gambar dalam piksel
2 16-bit int jumlah bit plane
2 16-bit int jumlah bit tiap piksel
4 32-bit int Tipe kompresi yang digunakan
4 32-bit int jumlah data bitmap
4 32-bit int jumlah piksel horizontal per meter
4 32-bit int jumlah piksel vertikal per meter
4 32-bit int jumlah warna yang digunakan
4 32-bit int jumlah warna yang penting
Setelah info header terdapat tabel warna . Warna disimpan dalam susunan yang disebut RGBQUAD yang terdiri dari 4 byte data. RGBQUAD terdiri dari 8 bit intensitas biru, 8 bit intensitas merah, 8 bit intensitas hijau. Bila sebuah file BMP terdiri dari 24 bit warna maka tabel warna tidak digunakan.
Bila tipe kompresi yang digunakan bernilai 0 maka berarti tidak ada kompressi yang digunakan. Sedangkan bila bernilai 1 maka kompresi yang digunakan ialah RLE8. Sedangkan bila bernilai 2 maka kompresiyang digunakan ialah RLE4.
PRINSIP OPTICAL PICKUP
Tujuan dari optical pickup pada sebuah CD player ialah untuk mengambil data digital audio dari bentuk pit yang terdapat pada lapisan informasi dari sebuah CD. Pada sebuah CD player aliran data yang dihasilkan akan dikonversi menjadi sinyal audio kualitas tinggi. Sementara pada CD-ROM akan didapat data program ataupun data aplikasi lain.
Pembacaan data dari sebuah CD menggunakan komponen utama berupa sinar laser yang berkekuatan beberapa mW dan beberapa miligram circuit elektronik. Sistem servo yang kompleks digunakan untuk memfokuskan sinar laser pada area yang diinginkan. Data dibaca dengan mendeteksi perbedaan kedalaman dari pit dan land yang sebesar 1/4 panjang gelombang sinar laser ( 0,15 um ).
Sinar laser dihasilkan dari sebuah dioda laser solid state dengan panjang gelombang 780 nm dengan daya beberapa mW. Grating akan menghasilkan berkas sinar yang banyak dengan cara difraksi berkas yang datang. Berkas akan ada dua macam yaitu berkas sinar utama dan berkas sinar sisi. Berkas sinar sisi digunakan untuk melacak track yang akan dibaca. Motor servo akan menjaga agar posisi track yang dibaca sesuai dengan yang diinginkan dengan cara mendeteksi berkas sinar sisi yang dipantulkan agar amplitudonya seimbang antara sisi kiri dan sisi kanan.
Berkas laser akan melewati polarising beam splitter ( sebuah prisma yang akan memantulkan sinar pantul ke photo diode array ), sebuah collimating lens, dan Quarter wave flats, sebuah lensa objektif sebelum akhirnya mencapai disc.
Collimating lens akan mengkonversi berkas divergen sinar dari laser menjadi berkas yang paralel . Lensa Objektif sangat mirip fungsinya dengan lensa objecktif dari mikroskop. Lensa ini ditempatkan pada sebuah media yang dapat digerakkan oleh actuator yang bekerja seperti coil pada loudspeaker. Magnet permanen akan menyediakan medan magnet tetap untuk coil. Actuator akan menggerakkan lensa naik turun agar berkas laser dapat terfokus dengan baik
Berkas sinar laser akan melalui lensa objektif lalu akan mengenai pit pada CD . Pit akan memantulkan sinar laser. Sinar pantulan akan melewati jalur yang sama dengan saat akan menuju pit. Ketika sinar pantulan mencapai polarizing beam splitter , sinar ini dipantulkan ke photodiode array. Cylindrical lens akan mengatur berkas sinar pantul agar berbentuk lingkaran pada photodioda. Berkas sinar pantul akan tepat berbentuk lingkaran bila lensa objectif dalam posisi yang tepat. Posisi yang tidak tepat akan mengakibatkan berkas berbentuk elips pada photodiode array.
Sebagai gambaran yang umum, optikal pickup pada CD player seperti sebuah mikroskop yang dapat dikontrol untuk melihat suatu object yang berukuran 1/20 sel darah merah manusia yang bergerak dengan kecepatan 1,2 meter per detik.
Pembacaan data dari sebuah CD menggunakan komponen utama berupa sinar laser yang berkekuatan beberapa mW dan beberapa miligram circuit elektronik. Sistem servo yang kompleks digunakan untuk memfokuskan sinar laser pada area yang diinginkan. Data dibaca dengan mendeteksi perbedaan kedalaman dari pit dan land yang sebesar 1/4 panjang gelombang sinar laser ( 0,15 um ).
Sinar laser dihasilkan dari sebuah dioda laser solid state dengan panjang gelombang 780 nm dengan daya beberapa mW. Grating akan menghasilkan berkas sinar yang banyak dengan cara difraksi berkas yang datang. Berkas akan ada dua macam yaitu berkas sinar utama dan berkas sinar sisi. Berkas sinar sisi digunakan untuk melacak track yang akan dibaca. Motor servo akan menjaga agar posisi track yang dibaca sesuai dengan yang diinginkan dengan cara mendeteksi berkas sinar sisi yang dipantulkan agar amplitudonya seimbang antara sisi kiri dan sisi kanan.
Berkas laser akan melewati polarising beam splitter ( sebuah prisma yang akan memantulkan sinar pantul ke photo diode array ), sebuah collimating lens, dan Quarter wave flats, sebuah lensa objektif sebelum akhirnya mencapai disc.
Collimating lens akan mengkonversi berkas divergen sinar dari laser menjadi berkas yang paralel . Lensa Objektif sangat mirip fungsinya dengan lensa objecktif dari mikroskop. Lensa ini ditempatkan pada sebuah media yang dapat digerakkan oleh actuator yang bekerja seperti coil pada loudspeaker. Magnet permanen akan menyediakan medan magnet tetap untuk coil. Actuator akan menggerakkan lensa naik turun agar berkas laser dapat terfokus dengan baik
Berkas sinar laser akan melalui lensa objektif lalu akan mengenai pit pada CD . Pit akan memantulkan sinar laser. Sinar pantulan akan melewati jalur yang sama dengan saat akan menuju pit. Ketika sinar pantulan mencapai polarizing beam splitter , sinar ini dipantulkan ke photodiode array. Cylindrical lens akan mengatur berkas sinar pantul agar berbentuk lingkaran pada photodioda. Berkas sinar pantul akan tepat berbentuk lingkaran bila lensa objectif dalam posisi yang tepat. Posisi yang tidak tepat akan mengakibatkan berkas berbentuk elips pada photodiode array.
Sebagai gambaran yang umum, optikal pickup pada CD player seperti sebuah mikroskop yang dapat dikontrol untuk melihat suatu object yang berukuran 1/20 sel darah merah manusia yang bergerak dengan kecepatan 1,2 meter per detik.
KONSTRUKSI COMPACT DISK
Mekanisme penyimpanan pada Compact Disc ialah menggunakan lapisan informasi dimana terkandung didalamnya terdapat “pits”. Pits merupakan depresi pada permukaan CD dengan kedalaman 0,2 um; lebar 0,5 um ; dan panjang bervariasi tergantung jumlah bit yang tersimpan - dimana tiap bit direpresentasikan dengan pertambahan panjang sebesar 0,278 um. Area pada lapisan permukaan CD yang bukan pits disebut “land”.
Tiap byte informasi yang diproses dikonversi menjadi 14 bit konde run-length-limited yang berdasarkan metoda lookup table. Sehingga transisi pertama dari pit ke land atau land ke pit tidak lebih kecil dari 3P dan tidak lebih dari 11 P dimana P adalah 0,278 um. Hal ini disebut Eight-to-Fourteen Modulation ( EFM ). Sehingga jarak tiap pit bervariasi antara 0,833 sampai 3,054 um.
Tiap 14-bit kode dtambahkan 3 bit sinkronisasi dan low-frequency-suppression , sehingga untuk merepresentasikan 8-bit data audio dihasilkan 17 bit representasi pada CD. EFM dan bit sinkronisasi akan berfungsi agar sinyal rata-rata yang tersimpan pada CD tidak memiliki komponen DC. Semua data pada CD diorganisasikan kedalam frame dimana tiap satu frame data mengandung 24 byte sinyal data audio ( 6 samples dari L+R pada 16 bits ) dan 8 bits informasi yang digunakan untuk encode informasi seperti time, track, index dll.
ISebuah blok yang terdiri dari 98 frame merupakan unit terkecil yang dapat diakses pada sebuah audio CD dan memakan waktu sekita 1/75 detik. Diantara tiap frame ditambahkan 2 bit informasi yang disebut P dan Q. P berfungsi sebagai sinkronisasi global yang mengindikasikan start dan end dari sebuah selections. Sementara 98 Q bit merupakan encode dari waktu,track dan nomor index dll.
Informasi pada CD direkam pada kecepatan linear yang konstan - Constant Linear Velocity ( CLV ). Bila sebuah CD audio memiliki kecepatan 1X maka CLV bernilai 1,2 meter perdetik.Terdapat buffer RAM didalam player dimana buffer ini menggunakan metoda FIFO untuk menghaluskan pembacaan data dan juga sebagai penyimpanan temporer untuk proses decoding dan koreksi error.
CD ukuran 12 cm memiliki kurang lebih 20.000 track selama 74 menit pemutaran musik. Proses pembacaan data merupakan suatu proses yang harus memiliki ketelitian yang sangat tinggi.
Pembacaan data menggunakan sinar laser yang difokuskan pada CD. Fokus sinar laser harus memiliki ketelitian tidak boleh lebih besar dari 0,5 um. Suatu nilai ketelitian yang luar biasa terutama bila dikaitkan dengan produksi massalnya pada tahun 1970.
Tiap byte informasi yang diproses dikonversi menjadi 14 bit konde run-length-limited yang berdasarkan metoda lookup table. Sehingga transisi pertama dari pit ke land atau land ke pit tidak lebih kecil dari 3P dan tidak lebih dari 11 P dimana P adalah 0,278 um. Hal ini disebut Eight-to-Fourteen Modulation ( EFM ). Sehingga jarak tiap pit bervariasi antara 0,833 sampai 3,054 um.
Tiap 14-bit kode dtambahkan 3 bit sinkronisasi dan low-frequency-suppression , sehingga untuk merepresentasikan 8-bit data audio dihasilkan 17 bit representasi pada CD. EFM dan bit sinkronisasi akan berfungsi agar sinyal rata-rata yang tersimpan pada CD tidak memiliki komponen DC. Semua data pada CD diorganisasikan kedalam frame dimana tiap satu frame data mengandung 24 byte sinyal data audio ( 6 samples dari L+R pada 16 bits ) dan 8 bits informasi yang digunakan untuk encode informasi seperti time, track, index dll.
ISebuah blok yang terdiri dari 98 frame merupakan unit terkecil yang dapat diakses pada sebuah audio CD dan memakan waktu sekita 1/75 detik. Diantara tiap frame ditambahkan 2 bit informasi yang disebut P dan Q. P berfungsi sebagai sinkronisasi global yang mengindikasikan start dan end dari sebuah selections. Sementara 98 Q bit merupakan encode dari waktu,track dan nomor index dll.
Informasi pada CD direkam pada kecepatan linear yang konstan - Constant Linear Velocity ( CLV ). Bila sebuah CD audio memiliki kecepatan 1X maka CLV bernilai 1,2 meter perdetik.Terdapat buffer RAM didalam player dimana buffer ini menggunakan metoda FIFO untuk menghaluskan pembacaan data dan juga sebagai penyimpanan temporer untuk proses decoding dan koreksi error.
CD ukuran 12 cm memiliki kurang lebih 20.000 track selama 74 menit pemutaran musik. Proses pembacaan data merupakan suatu proses yang harus memiliki ketelitian yang sangat tinggi.
Pembacaan data menggunakan sinar laser yang difokuskan pada CD. Fokus sinar laser harus memiliki ketelitian tidak boleh lebih besar dari 0,5 um. Suatu nilai ketelitian yang luar biasa terutama bila dikaitkan dengan produksi massalnya pada tahun 1970.
ETHERNET
Ethernet merupakan sistem LAN yang disesuaikan terhadap standard IEEE 802.3 dimana cara kerjanya yaitu bila sebuah node ingin melakukan transmisi data maka node harus mendengarkan kabel terlebih dahulu. Bila kabel ternyata sedang dipakai maka node harus menunggu sampai kabel tidak sibuk . Bila kabel telah bebas maka node dapat mentransmisikan data. Jika dua node atau lebih mengirimkan data pada saat yang bersamaan maka akan mengalami tabrakan ( Collission ) data . Maka node yang mengalami collission akan menghentikan transmisinya, mengunggu waktu random, dan mengulangi seluruh proses dari awal lagi.
Sejarah
Ethernet diawali dengan dibangunnya sistem ALOHA yang memungkinkan komunikasi antara dua mesin yang tersebar di kepulauan Hawaii. Kemudian ditambahkan carrier sensing dan Xerox PARC membangun sistem CSMA/CD 2,94 Mbpsuntuk menghubungkan lebih dari 100 workstation pribadi dengan kabel 1 km. Sistem ini disebut Ethernet yang berasal dari kata luminious ether, dimana pernah pernah terpikirkan untuk mempropagasikan radiasi elektromagnetik melalui ethernet ini.
Ethernet Xerox mengalami sukses besar sehingga Xerox, DEC, dan Intel membuat Ethernet 10 Mbps. Standard ini merupakan dasar dari standard 802.3 yang dikeluarkan oleh IEEE.
Pengkabelan
Secara historis , pengkabelan 10Base5 yang lebih populer disebut Ethernet tebal, dipakai pertama kali. Jenis Ethernet ini menyerupai pipa taman yang berwarna kuning, yang memiliki tanda pada setiap 2,5 meter untuk memberitahu kemana tap-nya akan menuju. Koneksi ke kabel menggunakan " vampire tap ", dimana sebuah pin dimasukkan separuhnya secara hati-hati kedalam inti kabel coaxial. Notasi 10Base5 berarti kabel bekerja pada kecepatan 10 Mbps , memakai pensinyalan baseband dan dapat mendukung segment sampai 500 meter.
Jenis kabel yang kedua ialah 10Base2 yang lebih populer disebut Ethernet tipis dimana kabel ini dapat lebih mudah ditekukkan. Untuk membuat sambungan T digunakan konektor BNC standard industri . Ethernet ini jauh lebih murah dan lebih mudah untuk dipasang tetapi kabel ini hanya dapat beroperasi sejauh 200 meter dan hanya dapat menangani 30 mesin per segment kabel.
Terdapat beberapa permasalahan dari sistem pengkabelan diatas yaitu putusnya kabel, tap yang buruk, atau konektor yang longgar. Dari permasalahan ini mendorong untuk dibuat suatu sistem pengkabelan yang baru yaitu sistem pengkabelan 10BaseT dimana seluruh stasiun memiliki sebuah kabel yang dihubungkan ke hub sentral. Sistem ini dapat mengatasi permasalahan diatas akan tetapi maksimum panjang kabel tiap segmen ialah 100 meter.
Sejarah
Ethernet diawali dengan dibangunnya sistem ALOHA yang memungkinkan komunikasi antara dua mesin yang tersebar di kepulauan Hawaii. Kemudian ditambahkan carrier sensing dan Xerox PARC membangun sistem CSMA/CD 2,94 Mbpsuntuk menghubungkan lebih dari 100 workstation pribadi dengan kabel 1 km. Sistem ini disebut Ethernet yang berasal dari kata luminious ether, dimana pernah pernah terpikirkan untuk mempropagasikan radiasi elektromagnetik melalui ethernet ini.
Ethernet Xerox mengalami sukses besar sehingga Xerox, DEC, dan Intel membuat Ethernet 10 Mbps. Standard ini merupakan dasar dari standard 802.3 yang dikeluarkan oleh IEEE.
Pengkabelan
Secara historis , pengkabelan 10Base5 yang lebih populer disebut Ethernet tebal, dipakai pertama kali. Jenis Ethernet ini menyerupai pipa taman yang berwarna kuning, yang memiliki tanda pada setiap 2,5 meter untuk memberitahu kemana tap-nya akan menuju. Koneksi ke kabel menggunakan " vampire tap ", dimana sebuah pin dimasukkan separuhnya secara hati-hati kedalam inti kabel coaxial. Notasi 10Base5 berarti kabel bekerja pada kecepatan 10 Mbps , memakai pensinyalan baseband dan dapat mendukung segment sampai 500 meter.
Jenis kabel yang kedua ialah 10Base2 yang lebih populer disebut Ethernet tipis dimana kabel ini dapat lebih mudah ditekukkan. Untuk membuat sambungan T digunakan konektor BNC standard industri . Ethernet ini jauh lebih murah dan lebih mudah untuk dipasang tetapi kabel ini hanya dapat beroperasi sejauh 200 meter dan hanya dapat menangani 30 mesin per segment kabel.
Terdapat beberapa permasalahan dari sistem pengkabelan diatas yaitu putusnya kabel, tap yang buruk, atau konektor yang longgar. Dari permasalahan ini mendorong untuk dibuat suatu sistem pengkabelan yang baru yaitu sistem pengkabelan 10BaseT dimana seluruh stasiun memiliki sebuah kabel yang dihubungkan ke hub sentral. Sistem ini dapat mengatasi permasalahan diatas akan tetapi maksimum panjang kabel tiap segmen ialah 100 meter.
The Giant Magnetoresistive Head: A giant leap for IBM Research
To some people,
10 years = a decade.
To IBM Research,
10 years = a revolution.
Its called the Giant Magnetoresistive effect.
Ten years ago, it hadnt even been discovered. But now, afon. Increase the spacer layer thickness and youd expect the strength of such "coupling" of the magnetic layers to decrease. But as Parkins team made and tested some 30,000 different multilayer combinations of different elements and layer dimensions, they demonstrated the generality of GMR for all transition metal elements and invented the structures that still hold the world records for GMR at low temperature, room temperature and useful fields. In addition, they discovered oscillations in the coupling strength: the magnetic alignment of the magnetic layers periodically swung back and forth from being aligned in the same magnetic direction (parallel alignment) to being aligned in opposite magnetic directions (anti-parallel alignment). The overall resistance is relatively low when the layers were in parallel alignment and relatively high when in anti-parallel alignment. For his pioneering work in GMR, Parkin won the European Physical Societys prestigious 1997 Hewlett-Packard Europhysics Prize along with Gruenberg and Fert.
Searching for a useful disk-drive sensor design that would operate at low magnetic fields, Bruce Gurney and colleagues began focusing on the simplest possible arrangement: two magnetic layers separated by a spacer layer chosen to ensure that the coupling between magnetic layers was weak, unlike previously made structures. They also "pinned" in one direction the magnetic orientation of one layer by adding a fourth layer: a strong antiferromagnet. When a weak magnetic field, such as that from a bit on a hard disk, passes beneath such a structure, the magnetic orientation of the unpinned magnetic layer rotates relative to that of the pinned layer, generating a significant change in electrical resistance due to the GMR effect. This structure was named the spin valve.
To see an animation of how MR and GMR recording heads work, click here. Gurney and colleagues worked for several years to perfect the sensor design that is used in the new disk drives. The materials and their tiny dimensions had to be fine-tuned so they 1) could be manufactured reliably and economically, 2) yielded the uniform resistance changes required to detect bits on a disk accurately, and 3) were stable -- neither corroding nor degrading -- for the lifetime of the drive. "Thats why its so important to understand the science," Parkin says. "IBMs intensive studies of GMR enabled us to enhance considerably the performance of some low-field sensors."
The chief source of GMR is "spin-dependent" scattering of electrons. Electrical resistance is due to scattering of electrons within a material. By analogy, consider how fast it takes you to drive from one town to another. Without obstacles on a freeway, you can proceed quickly. But if you encounter heavy traffice, accidents, road construction and other obstacles, youll travel much slower.
Depending on its magnetic direction, a single-domain magnetic material will scatter electrons with "up" or "down" spin differently. When the magnetic layers in GMR structures are aligned anti-parallel, the resistance is high because "up" electrons that are not scattered in one layer can be scattered in the other. When the layers are aligned in parallel, all of the "up" electrons will not scatter much, regardless of which layer they pass through, yielding a lower resistance.
For an animation showing how electrons of different spins scatter within a GMR structure, click here.
The E-Impact
Weve just explained our astounding new technological achievement and announced our new ter intense and dedicated research and development, "giant magnetoresistance" -- or GMR for short -- makes its mass-market debut in IBMs record-breaking 16.8-gigabyte hard disk drive for desktop computers using a special GMR structure developed at IBM called a spin valve.
Most people dont give their hard drive a second thought -- until they run out of disk space. If this describes you, read on. Once you understand the beauty of the GMR/spin valve head, you will never feel the same way about your hard disk drive again.
What is it?
The "giant magnetoresistive" (GMR) effect was discovered in the late 1980s by two European scientists working independently: Peter Gruenberg of the KFA research institute in Julich, Germany, and Albert Fert of the University of Paris-Sud . They saw very large resistance changes -- 6 percent and 50 percent, respectively -- in materials comprised of alternating very thin layers of various metallic elements. This discovery took the scientific community by surprise; physicists did not widely believe that such an effect was physically possible. These experiments were performed at low temperatures and in the presence of very high magnetic fields and used laboriously grown materials that cannot be mass-produced, but the magnitude of this discovery sent scientists around the world on a mission to see how they might be able to harness the power of the Giant Magnetoresistive effect.
IBM Research Arrives on the Scene
Stuart Parkin and two groups of colleagues at IBMs Almaden Research Center, San Jose, Calif, quickly recognized its potential, both as an important new scientific discovery in magnetic materials and one that might be used in sensors even more sensitive than MR heads.
Parkin first wanted to reproduce the Europeans results. But he did not want to wait to use the expensive machine that could make multilayers in the same slow-and-perfect way that Gruenberg and Fert had. So Parkin and his colleague, Kevin P. Roche, tried a faster and less-precise process common in disk-drive manufacturing: sputtering. To their astonishment and delight, it worked! Parkin’s team saw GMR in the first multilayers they made. This demonstration meant that they could make enough variations of the multilayers to help discover how GMR worked, and it gave Almadens Bruce Gurney and co-workers hope that a room-temperature, low-field version could work as a super-sensitive sensor for disk drives.
The Nitty Gritty
The key structure in GMR materials is a spacer layer of a non-magnetic metal between two magnetic metals. Magnetic materials tend to align themselves in the same direction. So if the spacer layer is thin enough, changing the orientation of one of the magnetic layers can cause the next one to align itself in the same directi16.8 Gigabyte product. Now wed like to tell you how we envision its effect on your future. Computers are no longer simply relegated to the desktop. They are in our cars, our TVs, VCRs, Stereos and toasters. Increasingly, we are doing business and accomplishing everyday tasks over vast computer networks -- including, but not limited to, the internet. Our world is changing from the physical to the digital. This transformation is no small task and the transition from the present world to the digital one is highly dependent on smart, inexpensive and abundant digital storage.
One Step Beyond...
Imagine a world in which computers are ubiquitous: You will be able to record and store on "micro" hard disk drives anything you want, even everything you see and hear. Furthermore, you will have this information at your fingertips, eyes and ears. IBM Researchers are developing powerful technology that will enable you to use new kinds of information to improve the way we work and live. IBM Research technology will help you design life and business in the next millenium.
10 years = a decade.
To IBM Research,
10 years = a revolution.
Its called the Giant Magnetoresistive effect.
Ten years ago, it hadnt even been discovered. But now, afon. Increase the spacer layer thickness and youd expect the strength of such "coupling" of the magnetic layers to decrease. But as Parkins team made and tested some 30,000 different multilayer combinations of different elements and layer dimensions, they demonstrated the generality of GMR for all transition metal elements and invented the structures that still hold the world records for GMR at low temperature, room temperature and useful fields. In addition, they discovered oscillations in the coupling strength: the magnetic alignment of the magnetic layers periodically swung back and forth from being aligned in the same magnetic direction (parallel alignment) to being aligned in opposite magnetic directions (anti-parallel alignment). The overall resistance is relatively low when the layers were in parallel alignment and relatively high when in anti-parallel alignment. For his pioneering work in GMR, Parkin won the European Physical Societys prestigious 1997 Hewlett-Packard Europhysics Prize along with Gruenberg and Fert.
Searching for a useful disk-drive sensor design that would operate at low magnetic fields, Bruce Gurney and colleagues began focusing on the simplest possible arrangement: two magnetic layers separated by a spacer layer chosen to ensure that the coupling between magnetic layers was weak, unlike previously made structures. They also "pinned" in one direction the magnetic orientation of one layer by adding a fourth layer: a strong antiferromagnet. When a weak magnetic field, such as that from a bit on a hard disk, passes beneath such a structure, the magnetic orientation of the unpinned magnetic layer rotates relative to that of the pinned layer, generating a significant change in electrical resistance due to the GMR effect. This structure was named the spin valve.
To see an animation of how MR and GMR recording heads work, click here. Gurney and colleagues worked for several years to perfect the sensor design that is used in the new disk drives. The materials and their tiny dimensions had to be fine-tuned so they 1) could be manufactured reliably and economically, 2) yielded the uniform resistance changes required to detect bits on a disk accurately, and 3) were stable -- neither corroding nor degrading -- for the lifetime of the drive. "Thats why its so important to understand the science," Parkin says. "IBMs intensive studies of GMR enabled us to enhance considerably the performance of some low-field sensors."
The chief source of GMR is "spin-dependent" scattering of electrons. Electrical resistance is due to scattering of electrons within a material. By analogy, consider how fast it takes you to drive from one town to another. Without obstacles on a freeway, you can proceed quickly. But if you encounter heavy traffice, accidents, road construction and other obstacles, youll travel much slower.
Depending on its magnetic direction, a single-domain magnetic material will scatter electrons with "up" or "down" spin differently. When the magnetic layers in GMR structures are aligned anti-parallel, the resistance is high because "up" electrons that are not scattered in one layer can be scattered in the other. When the layers are aligned in parallel, all of the "up" electrons will not scatter much, regardless of which layer they pass through, yielding a lower resistance.
For an animation showing how electrons of different spins scatter within a GMR structure, click here.
The E-Impact
Weve just explained our astounding new technological achievement and announced our new ter intense and dedicated research and development, "giant magnetoresistance" -- or GMR for short -- makes its mass-market debut in IBMs record-breaking 16.8-gigabyte hard disk drive for desktop computers using a special GMR structure developed at IBM called a spin valve.
Most people dont give their hard drive a second thought -- until they run out of disk space. If this describes you, read on. Once you understand the beauty of the GMR/spin valve head, you will never feel the same way about your hard disk drive again.
What is it?
The "giant magnetoresistive" (GMR) effect was discovered in the late 1980s by two European scientists working independently: Peter Gruenberg of the KFA research institute in Julich, Germany, and Albert Fert of the University of Paris-Sud . They saw very large resistance changes -- 6 percent and 50 percent, respectively -- in materials comprised of alternating very thin layers of various metallic elements. This discovery took the scientific community by surprise; physicists did not widely believe that such an effect was physically possible. These experiments were performed at low temperatures and in the presence of very high magnetic fields and used laboriously grown materials that cannot be mass-produced, but the magnitude of this discovery sent scientists around the world on a mission to see how they might be able to harness the power of the Giant Magnetoresistive effect.
IBM Research Arrives on the Scene
Stuart Parkin and two groups of colleagues at IBMs Almaden Research Center, San Jose, Calif, quickly recognized its potential, both as an important new scientific discovery in magnetic materials and one that might be used in sensors even more sensitive than MR heads.
Parkin first wanted to reproduce the Europeans results. But he did not want to wait to use the expensive machine that could make multilayers in the same slow-and-perfect way that Gruenberg and Fert had. So Parkin and his colleague, Kevin P. Roche, tried a faster and less-precise process common in disk-drive manufacturing: sputtering. To their astonishment and delight, it worked! Parkin’s team saw GMR in the first multilayers they made. This demonstration meant that they could make enough variations of the multilayers to help discover how GMR worked, and it gave Almadens Bruce Gurney and co-workers hope that a room-temperature, low-field version could work as a super-sensitive sensor for disk drives.
The Nitty Gritty
The key structure in GMR materials is a spacer layer of a non-magnetic metal between two magnetic metals. Magnetic materials tend to align themselves in the same direction. So if the spacer layer is thin enough, changing the orientation of one of the magnetic layers can cause the next one to align itself in the same directi16.8 Gigabyte product. Now wed like to tell you how we envision its effect on your future. Computers are no longer simply relegated to the desktop. They are in our cars, our TVs, VCRs, Stereos and toasters. Increasingly, we are doing business and accomplishing everyday tasks over vast computer networks -- including, but not limited to, the internet. Our world is changing from the physical to the digital. This transformation is no small task and the transition from the present world to the digital one is highly dependent on smart, inexpensive and abundant digital storage.
One Step Beyond...
Imagine a world in which computers are ubiquitous: You will be able to record and store on "micro" hard disk drives anything you want, even everything you see and hear. Furthermore, you will have this information at your fingertips, eyes and ears. IBM Researchers are developing powerful technology that will enable you to use new kinds of information to improve the way we work and live. IBM Research technology will help you design life and business in the next millenium.
Langganan:
Postingan (Atom)