Meeting Four : Eksternal Memory

WAKTU AKSES DISK

Waktu akses disk ialah ketika disk drive beroperasi,

 disk berputar dengan kecepatan tetap.

Untuk dapat membaca dan menulis,

 head harus berada pada awal sector dari track yang diinginkan. 

Pemilihan track meliputi perpindahan head pada sistem movable head 

atau mekanisme elektronis pada head untuk sistem fixed head.

Karakteristik kinerja hard disk dibagi menjadi 3 bagian :

1. SEEK TIME

Seek time adalah dimana drive berputar dan mencari/mengukur waktu

 yang dibutuhkan unit head pada lengan aktuator untuk melakukan

 perjalanan ke trek dari disk dan kemudian data akan dibaca atau ditulis.

Data pada media disimpan di sektor-sektor yang diatur

 dalam trek melingkar paralel (konsentris atau spiral tergantung 

pada jenis perangkat) dan ada aktuator dengan lengan

 yang menunda head yang dapat mentransfer data dengan media itu.

2. ROTATIONAL LATENCY

Rotational latency (kadang-kadang disebut 

delay rotasi atau hanya latency) adalah perlambatan menunggu rotasi disk 

untuk membawa sektor disk yang dibutuhkan di bawahHEAD READ - WRITE.

 Hal ini tergantung pada kecepatan rotasi dari sebuah disk 

(atau motor spindle ), diukur dalam revolusi per menit (RPM) .

 untuk drive magnetik berbasis mediayang paling, rata-rata latency 

rotasi biasanya didasarkan pada hubungan empiris bahwarata-rata

 latency dalam milidetik untuk seperti drive adalah setengah periode rotasi.

 Rotasilatency maksimum adalah waktu yang dibutuhkan untuk 

melakukan rotasi penuh tidak termasuk waktu spin-up 

(sebagai bagian yang relevan dari disk mungkin hanya melewati HEAD 

ketika permintaan tiba). Oleh karena itu. Latency rotasi dapat mengakibatkan 

waktu akses dapat ditingkatkan dengan meningkatkan 

kecepatan rotasi dari disk. 

ROTATIONAL LATENCY juga memiliki manfaat untuk meningkatkan 

throughput (dibahas nanti dalam artikel ini).

Untuk rincian lebih lanjut tentang tata letak lagu melihat penyimpanan Disk

Kecepatan motor spindle dapat menggunakan salah satu dari 

dua jenis metode rotasi disk:1) kecepatan linear konstan (CLV), 

digunakan terutama dalam penyimpanan optik,bervariasi

 kecepatan rotasi dari disk optik tergantung pada posisi kepala, dan 2) 

konstankecepatan sudut (CAV), yang digunakan 

dalam HDD, FDD standar, sistem cakram optikbeberapa, 

dan catatan vinil audio, media berputar pada satu kecepatan

 konstan terlepas dari mana kepala diposisikan.

3. ACCESS TIME

ACCESS TIME adalah ukuran waktu yang diperlukan 

sebelum drive benar-benar dapat mentransfer data. 

Faktor-faktor yang mengontrol waktu ini pada drive 

berputar sebagian besar terkait dengan sifat mekanik 

dari kepala berputar disk dan bergerak.

metode ini terdiri dari beberapa elemen dapat 

diukur secara independen yang ditambahkan 

bersama-sama untuk mendapatkan nilai tunggal

 ketika mengevaluasi kinerjaperangkat penyimpanan. 

Waktu akses dapat bervariasi secara signifikan, 

sehingga biasanya disediakan oleh produsen 

atau diukur dalam tolok ukur sebagai rata-rata .

Meeting Three : Internal Memory

Organisasi 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).

Cache Asosiatif 

Disebut juga Fully Associative Cache.

- Menyimpan tagnya di dalam memori asosiatif atau memori yang ekuivalen secara fungsional.
- Cache dapat menempatkan sembarang jalur refill selama akses memori.
- Membandingkan alamat yang ada dengan semua alamat yang disimpan. 

Dalam rancangan cache asosiatif-penuh :(detail)

• Suatu blok data dapat ditempatkan pada baris cache manapun.
• 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.
• Cache asosiatif-penuh harus punya mekanisme untuk menentukan ke dalam baris mana blok     ditempatkan.
• Blok dapat ditempatkan dalam baris manapun yang kosong. Bila semua baris cache penuh harus     ditentukan blok mana yang dikeluarkan dari cache.
• Digunakan prinsip LRU (least recently used) yakni blok yang paling lama tidak dipakai dikeluarkan    dari cache.
• Cukup mahal mengimplementasikannya.
• Resiko : memperbanyak implementasi rangkaian hardware untuk membandingkan tag thadap semua baris cache.




Direct Mapped Cache (Cache yang dipetakan langsung) 

Membagi memory utama menjadi K kolom dengan N refill line per kolomnya.

 Operasi Pembacaan Cache secara Direct :
- memetakan masing-masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja.
- Fungsi pemetaan mudah diimplementasikan dengan menggunakan alamat.
- Untuk mengakses cache, setiap alamat memori utama dianggap terdiri dari tiga field.

Organisasi cache yang dipetakan langsung : (detail)
• menyimpan satu tag perbaris dalam larik tag-nya
• Selama pengaksesan memori, cache menggunakan bit-bit tengah alamat sebagai indeks ke larik tagnya.
• Tag 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, dari memori utama.
• Hanya memerlukan satu kali pembandingan untuk setiap akses ke cache.
• Cocok untuk sistem komputer yang memerlukan frekuensi detak tinggi

Set Cache Asosiatif 

- Mengkombinasikan organisasi asosiatif dan direct (langsung).
- Mengorganisir memori utama dan memorinya sendiri menjadi kolom jalur refil N.
- Cache  dibagi menjadi beberapa set/himpunan
- Setiap himpunan terdiri dr sejumlah jalur
- Sebuah blok yang diberikan memetakan ke jalur manapun dalam himpunan yang diberikan
 (Misal Block B dapat berada di jalur manapundalam himpuan i)
- Misal 2 jalur per himpunan
 2 cara pemetaan asosiatif 
- Sebuah blok yang diberikan dapat pada salah satu dari 2 jalur dalam sebuah himpunan saja

Sector Mapped Cache (Cache yang dipetakan sector) 

- Merupakan modifikasi dari cache asosiatif.
-Jalur refill memori utama dan cache dikelompokan menjadi sector yang disebut row(baris).

Meeting Two : Bus-Bus Sistem

Pengertian Branch Prediction

Definisi: Dalam CPU, bagian dari prosesor mencoba dan mengambil instruksi darimemori sebelum mereka dibutuhkan karena kalau CPU harus menunggu instruksi. Hal ini disebut pra-mengambil dan instruksi yang diselenggarakan di sebuah pipa instruksi.
Jika cabang terjadi maka pipa harus diisi ulang dan upaya prediksi cabang untuk bekerja keluar jika cabang akan diambil dan mulai mengambil instruksi.

contoh:
Prosesor dengan jaringan pipa panjang perlu optimasi hati-hati oleh prediktor cabang untuk meminimalkan kesempatan ketika cabang terjadi.

Pengertian Data Flow Analysis

DEFINISI : ANALISIS ALIRAN DATA adalah analisis yang dilakukan untuk mempelajari pemanfaatan data pada setiap aktifitas. Menampilkan hasil pengamatan dalam apa yang disebut ‘Data Flow Diagram’ (DFD) atau diagram alir data.Diagram Alir Data, yaitu satu tampilan grafis yang memunculkan relasi/hubungan antara proses dan data beserta kamus data yang menjelaskan rincian data yang dipergunakan.
Data flow analisis adalah Metoda untuk melacak gerakan berbagai jenis informasi melalui sistem komputer, terutama dalam hubungan sekurity dan kontrol yang diterapkan untuk memastikan integritas informasi.

baca selengkapnya

Pengertian Speculative Execution

Defenisi :  CPU akan menggunakan melakukan perhitungan pada pipeline yang berbeda berdasarkan kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer. Jika kemungkinan yang dilakukan oleh komputer tepat, maka hasilnya sudah bisa diambil langsung dan tinggal melanjutkan perintah berikutnya, sedangkan jika kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer tidak tepat, maka akan dilaksanakan kemungkinan lain sesuai dengan logika instruksi tersebut.

baca selengkapnya

Tweet

Meeting One : Ovolusi Komputer

Perbedaan Arkom dan Orkom.

Organisasi Komputer :

• Bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional
• Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol

Arsitektur Komputer :

• atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer
• Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

Perkembangan komputer meliputi

peningkatan kecepatan processor, penyusutan

ukuran komponen, peningkatan ukuran

memori dan peningkatan kapasitas serta

kecepatan I/O.

SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER

Sejarah perkembangan komputer

dibagi menjadi :

1. Sebelum tahun 1940

2. Sesudah tahun 1940

SEBELUM TAHUN 1940

Manusia menggunakan jari untuk

mengenali dan membilang nomor satu hingga

sepuluh. Selepas itu mereka mulaI mengenali

nomor-nomor yang lebih besar tetapi masih

menggunakan digit-digit dari 0 hingga 9.

Ahli-ahli perniagaan dari negeri China,

Turki dan Yunani menggunakan abakus

(sempoa) untuk melakukan perhitungan.

Pada tahun 1617, John Napier

mengemukakan perhitungan logaritma dan

menemukan alat yang disebut tulang Napier

(Napier’s bones)..

Blaise Pascal mencipta mesin

perhitungan mekanikal pertama pada tahun

1642. Mesin ini beroperasi dengan

menggerakkan gear pada roda. Pascal juga

telah banyak menyumbang ide dalam bidang

matematika.

Pada tahun 1816, Charles Babbage

membuat ‘the difference engine’. Mesin ini bisa

menyelesaikan masalah perhitungan

matematika seperti logaritma secara

mekanikal dengan tepat sampai dua puluh

digit.

Howard Aiken memperkenalkan

penggunaan mesin elektromakenikal yang

disebut dengan nama Mark I pada tahun 1937.

Bentuknya besar dan berat serta mengandungi

kabel wayer yang panjang. Semua operasi di

dalam komputer dijalankan oleh tenaga

elektromagnetik.

SESUDAH TAHUN 1940

1. Komputer Generasi Pertama

Komputer generasi pertama menggunakan

Vacuum Tube (tabung vakum)

untuk menyimpan baris perintah. Vacuum

Tube yang diperlukan amatlah banyak

agar komputer dapat digunakan secara

tepat dan ukuran komputer generasi

pertama ini sangat besar. Yang termasuk

dalam komputer generasi pertama antara

lain:

1. ENIAC (Electronic Numerical

Integrator And Computer )

ENIAC didesain dan dibangun

oleh John Mauckhy dan John Presper

Eckret di Universitas Pennsylvania.

Dimana Mauchly merupakan guru

besar teknik elektro dan Eckret

merupakan mahasiswanya yang

sudah lulus.

Pembangunan ENIAC ini

dimulai pada tahun 1943 dengan

persetujuan Army’s Ballistics

Research Laboratory (BRL). Pada

tahun 1946, ENIAC selesai dibuat

dengan spesifikasi sebagai berikut :

1. Memanfaatkan bilangan desimal

bukan bilangan biner

2. Berat 30 ton

3. Volume 1.500 kaki²

4. Berisi 18.000 Vakum Tube

5. Daya listrik yang diperlukan 140

kW

6. Kecepatan operasi 5000 per detik

7. 20 akumulator mampu

menampung 10 digit bilangan

desimal

8. Masih menggunakan saklar maual

ENIAC digunakan oleh BRL

untuk kepentingan perang sampai

dengan tahun1955. Setelah itu, ENIAC

tidak lagi digunakan.

2. Von Neumann Machine

Von Neumann mencetuskan

ide mengenai konsep stored-program

(program penyimpanan) sebagai

pengembangan dari ENIAC. Idenya

tersebut dipublikasikan dalam bentuk

proposal pada tahun 1945 dengan

nama EDVAC (Electronic Discrete

Variable Computer).

Pada tahun 1946 Von

Neumann bersama koleganya mulai

mendesain komputer baru dengan

konsep program penyimpanan,

dimana kemudian dikenal dengan

sebutan komputer IAS (Computer of

Institute for Advanced Studies) karena

dikembangkan di Computer of Institute

for Advanced Studies.

Sumber : http://ratnaroom.files.wordpress.com/2008/04/evolusi-dan-kinerja-komputer-orkom11.pdf

Tweet