JAWABAN ORGANISASI KOMPUTER 7 Agustus 2004
1. Jelaskan maksud dari konsep Stored Program Computer serta sebutkan unit-unit yang harus ada serta fungsinya sampai pada level register. Penyelesaian : Memor utama menyimpan data dan program. ALU beroperasi pada data biner. Control Unit menterjemahkan instruksi dari memori dan mengeksekusinya. Peralatan Input dan Output dioperasikan/dikendalikan oleh Control Unit. Stored Program Computer adalah komputer yang menyimpan program dan data dalam memori utama, terdapat suatu bagian didalam komputer yang bernama Control Unit dapat menterjemahkan instruksi-instruksi dari memori utama dan mengeksekusinya. Control unit ini juga mengendalikan peralatan IO pada komputer. Program dapat dikontrol dengan mengontrol nilai-nilai bagian memori. Komputer ini melakukan operasi pada data biner. Unit-unit yang harus ada : • Memori Utama fungsinya untuk menyimpan data dan instruksiinstruksi. • ALU (Unit aritmatika dan logika) yang memiliki kemampuan mengoperasikan data biner. Register-register pada ALU adalah : • AC (Accumulator) dan MQ (Multiple Quotient) digunakan untuk digunakan untuk menyimpan sementara operand dan hasil operasi ALU. AC menyimpan bit-bit paling signifikan sedangkan MQ menyimpan bit-bit yang kurang signifikan. • MBR (Memori Buffer Register) digunakan untuk menampung word yang akan disimpan ke memori, atau digunakan untuk menerima word dari memori. •
Control Unit berfungsi untuk menterjemahkan instruksi-instruksi di dalam memori dan mengeksekusi instruksi-instruksi tersebut. Register-register pada CU adalah : • PC (Program Counter) berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.
•
• 2.
IR (Instruksi Register) berisi instruksi 8 bit opcode yang sedang dieksekusi. • IBR (Instruksi Buffer Register) digunakan untuk menyimpan sementara instruksi disebelah kanan word didalam memori. • MAR (Memori Address Register) menetapkan alamat word di memori dari MBR atau dibaca ke MBR. Peralatan Input dan Output (I/O) yang dioperasikan oleh kontrol unit.
Jelaskan fungsi dari bus alamat, bus data dan bus kendali. Penyelesaian : Fungsi bus data : Menyediakan suatu lintasan bagi pergerakan data (data dan instruksi tidak dibedakan pada level ini) antara modul sistem. Bus data dapat terdiri dari 32 sampai ratusan saluran terpisah biasa disebut sebagai lebar bus data. Lebar bus data adalah faktor pokok dalam menentukan keseluruhan kinerja sistem. Sebagai contoh jika bus data lebarnya 8 bit dan masing-masing instruksi panjangnya 16 bit, maka processor harus mengakses modul memori dua kali selama siklus instruksi. Fungsi bus alamat : • Untuk menandakan sumber atau tujuan dari data pada bus data. Sebagai contoh, jika processor diharapkan akan membaca suatu word (8,16, atau 32 bit) data dari memori, maka processor akan meletakkan alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. • lebar alamat bus menentukan kapasitas maksimum memori sistem. • Selain itu saluran alamat juga digunakan untuk memberikan alamat pada port I/O. Umumnya, bit-bit berorder tinggi digunakan untuk memilih modul tertentu pada bus, dan bit yang berorder lebih rendah memilih memori atau port I/O didalam modul. Sebagai contoh, pada alamat bus 8-bit, alamat 01111111 dan dibawahnya dapat mereferensi lokasi-lokasi didalam modul memori (modul 0) dengan 128 word memori, dan alamat 10000000 dan diatasnya mengacu pada perangkat-perangkat yang terhubung dengan modul I/O (modul 1). Fungsi bus kontrol : Untuk mengontrol akses dan penggunaan saluran data dan saluran alamat. Karena saluran data dan saluran alamat dipakai bersama oleh
seluruh komponen. Maka harus ada sesuatu yang mengontrolnya. Sinyal kontrol mentransmisikan perintah dan informasi pewaktuan antara modul sistem. Sinyal pewaktuan mengindikasikan validasi informasi data dan alamat.sinyal perintah menspesifikasikan perintah yag akan dilaksanakan. 3.
Jelaskan langkah-langkah yang dilakukan pada tahap Fetch Cycle serta sebutkan register yang terlibat pada setiap langkah Penyelesaian :
•
Program Counter (PC) memegang alamat perintah berikutnya. (register yang terlibat adalah PC) • Prosessor mengambil perintah dari memori yang lokasinya ditunjuk oleh PC. Dalam hal ini alamat yang ditunjuk PC dicopi kedalam register MAR kemudian processor mencari data dimemori sesuai alamat pada MAR dan menyimpan data tersebut pada MBR) (register yang terlibat adalah PC, MAR, MBR) • Tambah nilai PC (kecuali ada diinstruksikan lain) (register yang terlibat adalah PC) • Instruksi disimpan dalam Register Instruksi (IR) Dari MBR, instruksi di copy ke IR. (register yang terlibat adalah MBR, IR) • Prosessor mengartikan instruksi dan melakukan tindakan yang dibutuhkan. Instruksi yang terdapat pada IR diterjamahkan. (Register yang terlibat adalah IR) Catatan : PC = Program Counter IR = Instruction Register MBR = Memori Buffer Register MAR = Memori Address Register AC = Accumulator 4.
Sebuah EPROM mempunyai kapasitas 512 Kbyte (512 K x 8), berapakah jalur address dan jalur data EPROM tersebut. Penyelesaian : 512 K = 219 bit => jadi jalur address adalah 19 bit (19 pin) dan jalur data adalah 8 bit(8 pin).
5.
Gambarkan blok diagram dari DRAM 4 Mbit (4 M x 1) dengan organisasi sel berupa array 2048 x 2048 x 1. serta jelaskan gambar anda.
Penyelesaian :
2048 blok 1 bit per blok …
Jalur baris 11 bit
Jalur data 1 bit
…
RAS dan CAS
Jalur alamat 11 bit
2048 blok Jalur kolom 11 bit
Karena DRAM diakses dalam baris dan kolom maka hanya dibutuhkan 11 bit alamat (11 pin) yang dibutuhkan untuk menspesifikasikan kombinasi baris dan kolom yang diperoleh dari 2log 2048 = 11 bit. Sinyal RAS(Row Address Select) dan CAS(Column Address Select) mengatur pilihan waktu ke keping. Sebagai tambahan 11 saluran alamat memilih salah satu 2048 kolom 1 bit per kolom. Dibutuhkan 1 saluran data yang digunakan sebagai input dan output 1 bit ke dan dari suatu buffer data. 6.
Diketahui suatu data 8-bit dikodekan kedalam kode hamming, kemudian dikirimkan dan diterima menjadi : 110011011010. carilah data 8 bitnya dari kode hamming tersebut. Penyelesaian : Berikut ini adalah proses pemeriksaan apakah data yang diterima telah benar atau salah.
P1 P2 P4 P8
1 P1 1 X
2 P2 1 X
3 D1 0 X X
4 P4 0
X
5 D2 1 X X
6 D3 1 X X
7 D4 0 X X X
8 P8 1
X
9 D5 1 X
X
10 D6 0 X
11 D7 1 X X
X
X
12 D8 0
X X
0 1 0 1
Jadi data yang diterima mengandung kesalahan yaitu pada posisi 2+8 = 10. jadi 8 bit data yang dikirim adalah : 01101110. 7.
Suatu sistem komputer memiliki memori utama sebesar 64 Mbyte, memiliki cache sebesar 128 Kbyte. Transfer data antara memori utama dengan cache dalam ukuran blok yang besarnya 16 byte. Jika digunakan pemetaan langsung (direct mapping) tunjukkan masing-masing berapa bit untuk TAG(T), SLOT(Cache Line : L) dan WORD(w). Penyelesaian : Besarnya Word (W) = 2log 16 = 4 bit. Besarnya slot (Cache Line : L ) = 2log(128 K/16) = 2log(8 K) = 13 bit. Besarnya Tag(T) = 2log(64 Mbyte) – W – L = 26 – 4 – 13 = 9 bit.
