Jawaban US AOK Praktek

Contoh Rancangan Cluster Computer : Konfigurasi Cluster PC Multicore

Adapun spesifikasi dari ke empat PC  Multicore dalam Cluster tersebut adalah sebagai berikut :

• Konfigurasi Hardware

1. Prosesor  menggunakan Intel Core2 Quad Processor, 2,4 GHz
2. Memori Standar menggunakan 2 GB DDR-2 SDRAM
3. Memori Maksimal menggunakan 4 GB (2 DDMs)
4. Harddisk menggunakan 320 GB Serial ATA-II/300, 7200 RPM
5. Switch Hub menggunakan 1 GB Ethernet 8 Port

• Konfigurasi Software

1. Sistem Operasi menggunakan Linux Slackware 12.2 [16]
2. Pustaka Paralel menggunakan MPICH 2.1.2
3. Multireading menggunakan Cilk++
4. Bahasa Pemrograman menggunakan C dan C++

Jawaban US AOK Teori

1. Penjelasan tentang eksekusi program disamping adalah:

-        PC berisi 300 (pada alamat instruksi pertama), alamt ini dimuat ke dalam IR (yang melibatkan MAR dan MBR).

-        4 bit pertama IR mengindikasikan AC akan dimuat, 12 bit sisanya menentukan alamat, yaitu 940.

-        PC dinaikan nilainya dan instruksi berikutnya akan dimabil.

-        Isi AC yang lama dan isi lokasi 941 ditambahkan dan hasilnya akan disimpan didalam AC

-        PC dinaikan nilainya, dan instruksi berikutnya akan diambil

-        Isi AC akan disimpan pada lokasi 941

Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori. Terdapat
register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang
disebut Program Counter (PC). PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi. Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR).  Instruksi – instruksi ini dalam bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan. Aksi – aksi yang dilakukan oleh CPU dikelompokkan menjadi empat katagori, yaitu :

·           CPU – Memori : Perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya

·           CPU –I/O : Perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.

·           Pengolahan Data : CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.

·           Control : Instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi
Dapat mengubah urutan eksekusi.

2.    Keunggulan RISC dan CISC adalah :

·           RISC keunggulannya yaitu : Prosesor RISC hanya menggunakan instruksi-instruksi sederhana yang bisa dieksekusi dalamsatu siklus. Dengan demikian, instruksi ‘MULT’ sebagaimana dijelaskan sebelumnya dibagimenjadi tiga instruksi yang berbeda, yaitu “LOAD”, yang digunakan untuk memindahkan datadari memori ke dalam register, “PROD”, yang digunakan untuk melakukan operasi produk (perkalian) dua operan yang berada di dalam register (bukan yang ada di memori) dan “STORE”,yang digunakan untuk memindahkan data dari register kembali ke memori. Berikut ini adalahurutan instruksi yang harus dieksekusi agar yang terjadi sama dengan instruksi “MULT” pada prosesor RISC (dalam 4 baris bahasa mesin) :  

LOAD A, 2:3LOAD B, 5:2PROD A, BSTORE 2:3, A

·           CISC keunggulannya yaitu : melaksanakan suatu perintah cukup dengan beberapa baris bahasa mesin sedikit mungkin. Hal ini bisa tercapai dengan cara membuat perangkat keras prosesor mampu memahami dan menjalankan beberapa rangkaian operasi. Untuk tujuan contohkita kali ini, sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus, yang kita beri nama MULT. Saat dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai dan menyimpannya ke 2register yag berbeda, melakukan perkalian operan di unit eksekusi dan kemudian mengambalikanlagi hasilnya ke register yang benar

3.    Penjelasan tentang Hyper-Threading

Teknologi Hyper-Threading adalah teknik yang memungkinkan sebuah CPU tunggal dapat bertindak seperti beberapa CPU. Sebuah CPU (single thread) terdiri dari banyak komponen kecil. Pada saat menjalankan proses, beberapa komponen mungkin sibuk memproses instruksi, sedangkan komponen lainnya sedang menuggu untuk dimanfaatkan. Sehingga hal ini mengakibatkan CPU bekerja tidak maksimal.

Hyper-threading memungkinkan bagian-bagian yang berbeda dari CPU untuk bekerja pada tugas yang berbeda secara bersamaan. Dengan cara ini, sebuah komputer dengan CPU Hyper-Threading tampaknya lebih dari satu CPU.

Sebuah CPU dengan Hyper-Threading memiliki dua set sirkuit yang melacak keadaan CPU. Sirkuit ini mencakup sebagian besar register dan petunjuk instruksi. Sirkuit ini berfungsi sebagai fasilitas penyimpanan sementara untuk melacak dimana CPU saat ini bekerja. Bagian dari CPU yang tidak direpleksi adalah L1 dan L2 cache. Hyper-Threading meduplikat sekitar 5% sirkuit dari CPU. Tergantung pada aplikasi perangkat lunak yang digunakan, Hyper-Threading dapat meningkatkan performa hingga enam kali lipat.

4.    Pemahaman Master-Slave Processing dan Symmetrical Mutliprocessing dalam Computer Cluster adalah :

·           Mastel-Slave Processing adalah model dari komunikasi dimana satu perangkat atau proses memiliki control searah atas satu atau lebih perangkat lain. Tiap – tiap pemroses diberikan tugas khusus, pemroses utama mengendalikan system sedangkan pemroses lainnya menjalankan perintah dari pemroses utama.

·           Symmetrical Multiprocessing adalah sistem dimana setiap pemroses melakukan semua tugas melalui system operasi dan semua pemroses berderajat sama. Sistem ini melibatkan multiprocessor arsitektur perangkat keras komputer dimana dua atau lebih prosesor identik yang terhubung ke satu share memori utama dan dikendalikan oleh contoh OS tunggal. Paling umum sistem multiprosesor saat ini menggunanakan arsitektur Symmetric  Multiprocessing (SMP). Dalam kasus multi-core prosesor, arstektu SMP berlaku untuk code, memperlakukan mereka sebagai prosesor terpisah. Prosesor mungkin saling berhubungan menggunakan bus, switch crossbar atau on-chip jaringan mesh.

5.    Hal – hal yang dapat dilakukan untuk mempercepat kinerja komputer ataupun PC antara lain :

·       Meminimalisasi waktu booting 

 a.   Lokasi Booting

Secara default, biasanya computer akan memeriksa floopy terlebih dahulu. Rubahlah dengan masuk ke BIOS dengan menekan Del setelah perhitungan memory dilakukan. Lalu pada opsi FirtsBoot Device pilihlah harddisk di mana Anda meletakkan operating system. Misalnya “hard disk” Dengan cara ini, komputer tidak akan memakan waktu lagi mencari lokasi booting, tapi langsung ke harddisk tempat operating system disimpan.

b.    Disable Komponen yang tidak dipakai

Semua perangkat yang terpasang pada komputer akan memakan waktu booting. Oleh sebab itu kurangi dengan klik kanan padaMy computer/properties/ hardware lalu klik Device Manager, kemudian pilih komponen yang tidak lagi terpakai dengan Klik kanan lalu pililih disable.

c.    Kurangi Font

Jumlah font juga mempengaruhi proses booting. Pakai font yang diperlukan aja. Biar tidak hilang sebelum menghapus font anda bisa simpan dengan membuatkan folder tersendiri, bila suatu saat dibutuhkan anda bisa kembalikan lagi. Untuk menghapus font Caranya, masuk control panel, pilih font dan buang yang tidak dibutuhkan.

d.    Hilangkan Layar Loading

Dengan menghilangkan layer loading, Anda juga dapat menghemat sedikit waktu booting. Caranya pilih menu Run pada Start menu, lalu ketikkan msconfig, tekan Ok. Setelah itu pada opsi / NOGUIBOOT berikan tanda centang. Perubahannya layar tidak menampilkan logo windows pada proses booting, hanya layar hitam.

e.    Kurangi Waktu Setelah Booting

Selesai booting, komputer ada proses pengenalan jaringan. Hal ini memakan waktu, bila Anda ingin segera menggunakan computer dan komputer tidak terhubung dengan jaringan, maka caranya adalah mematikan fitur ini dengan cara masuk My Computer, pilih manage. Lalu expan Service and Application. Pada daftar service, klik dua kali Workstation. Kemudian pada dropdown box Star Up type pilih Disable.

·       Matikan/disable indeks services 

Indexing Services adalah sebuah program kecil tetapi mengunakan memory computer lumayan besar. Terkadang dapat menganggu computer menjadi lebih berisik atau berbunyi dalam access harddisk. Fungsi Indexing Services adalah melakukan update daftar file computer, tujuannya untuk mempercepat kinerja PC dengan sistem dari pendaftaran index file. Jika anda tidak memerlukan pencarian file terlalu sering, Indexing Services dapat dimatikan dengan :Go to Start, Click Settings, Click Control Panel, Double-click Add/Remove Programs, Click the Add/Remove Window, Components, Uncheck the Indexing services, Click Next

·       Optimisme display setting

Dengan menurunkan tingkat gambar. Windows dengan tampilan desktop keren memang menarik. Tetapi terlalu banyak gambar akan memaka sumber resource system. Untuk mematikannya: masuk, Go to Start, Click Settings, Click Control Panel, Click System, Click Advanced, costume hapus centang pada pilihan berikut (Show shadows under menus,Show shadows under mouse pointer,Show translucent selection rectangle,Use drop shadows for icons labels on the desktop,Use visual styles on windows and buttons, atau terserah pada anda)

·       Mempercepat browser folder.

Setiap kali membuka browser folder, maka tampak kelambatan atau sedikit delay. Karen Windows XP sesaat akan mencari network file dan printer sementara membuka Windows Explorer. Untuk memperbaiki anda dapat mematikan fasilitas tersebut dengan : Open My Computer, Click on Tools menu, Click on Folder Options, Click on the View tab, Uncheck the Automatically search for network folders and printers check box, Click Apply, Click Ok,

·       Matikan Service yang Tidak Perlu. 

Sebaiknya service-service tersebut dimatikan caranya masuk My Computer, pilih manage. Lalu expan Service and Application. Pilih yang tidak diperlukan, kemudian pada dropdown box Star Up type pilih Disable.

·       Matikan start up 

a.    Masuk start menu : Start/All Programs/ Startup hapus semua item yang tidak diperlukan.

b.    Masuk msconfig, caranya : Start/ Run ketik msconfig, pilih tab Startup, hapus semua centang yang tidak diperlukan.

c.    Bersihkan regedit, caranya : Start/Run ketik regedit, masuk ke HKEY_LOCAL_ MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\ Windows \CurrentVersion \Run hapus entry-entry yang tidak diperlukan

d.    Bersihkan juga HKEY_CURRENT_USER\Software \Microsoft  \Windows\CurrentVersion\Run 7. Mempercepat tampilan menu. Klik start menu, pilih run, ketikkan regedit, windows registry editor akan muncul, kemudian cari HKEY_CURRENT_USER. klik tanda [+] untuk melihat submenunya. kemudian pilih control panel, lalu pilih desktop. (HKEY_CURRENT_USER [-]/= control panel [-]/desktop, Klik menushowdelay, lalu rubah valuenya dengan yang anda suka ( semakin kecil angkanya semakin cepat )

·       Perhatikan Visual Grafis

Efek efek visual grafis komputer kita seringkali memberatkan kinerja komputer PC kita. Oleh karena itu kita harus memilih antara mementingkan visual grafis/tampilan dari komputer kita atau lebih mementingkan kualitas dan performa dari komputer PC kita. Bagaimana caranya? Ikuti langkah-langkah sebagai berikut :
Klik kanan icon My Computer -> Klik Kanan -> Properties -> (Tab) Advance -> (Performance -> Setting) -> Visual Effect
Nah disitu kan ada pilihan antara mementingkan kualitas gambar atau performa komputer PC, kita pilih saja yang kita utamakan. Atau kita bisa pilih sendiri di menu custom, tinggal check/uncheck pilihan kita sesuai dengan keinginan dan kebutuhan kita.

·       Hindari Program-program yang Tidak Berguna

Seringkali kita hanya menginstall program untuk memenuhi isi komputer kita. Padahal semakin banyak program yang ada di komputer kita maka hardisk akan lebih penuh. Dan semakin banyak isi hardisk yang terpakai maka komputer kita akan berjalan lebih

lambat pula.  

Oleh karena itu di sarankan kita agar :

a.    Uninstall program-program yang tidak berguna

b.    Lakukan Disk Cleanup

c.    Defragment Hardisk Berkala

·       Melakukan Tweaking dengan Software

Banyak software yang tersedia yang mampu meningkatkan performa komputer kita. Diantaranya Tune Up Utilities, CCleaner, RegCleaner dan masih banyak lagi. Tools-tools tersebut juga bisa membersihkan registry kita dari kesalahan-kesalahan / Error. Kita dapat mencari sofware - software tersebut dengan cara searhcing di google

·       Optimalkan Virtual Memory

Caranya : My Computer -> Klik Kanan -> Properties -> (Tab) Advance -> (Performance -> Setting) -> Advanced -> (Virtual Memori -> Change) Nah disitu ada bagian custom size kita isi disitu sesuai dengan yang ada di Reccomended

·       Matikan beberapa fitur Start Up yang tidak berguna

a.    Start Menu RUN -> Ketikan MSCONFIG -> OK / Enter -> Pilih menu Start Up >> Hilangkan semua centang pada Start up kecuali Program Anti virus.

b.    Klik Menu service -> Hilangkan centang pada Automatic Updates Setelah itu tekan Apply lalu OK

Tugas AOK SISC dan RISC

CISC (Complex Instructions Set Computer)

RISC (Reduce Instructions Set Computer)

1. CISC (Complex Instructions Set Computer).

Dimana prosesor tersebut memiliki set instruksi yang kompleks dan lengkap. CISC sendiri adalah salah satu bentuk arsitektur yang menjalani beberapa instruksi dengan tingkat yang rendah. Misalnya intruksi tingkat rendah tersebut yaitu operasi aritmetika, penyimpanan-pengambilan dari memory.

CISC memang memiliki instruksi yang complex dan memang dirasa berpengaruh pada kinerjanya yang lebih lambat. CISC menawarkan set intruksi yang powerful, kuat, tangguh, maka tak heran jika CISC memang hanya mengenal Bahasa Asembly yang sebenarnya ia tujukan bagi para

Programmer. Oleh karena itu ,CISC hanya memerlukan sedikit instruksi untuk berjalan.

Sistem Mikrokontroler selalu terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat lunak ini merupakan deretan perintah atau instruksi yang dijalankan oleh prosesor secara sekuensial. Instruksi itu sendiri sebenarnya adalah bit-bit logik 1 atau 0 (biner) yang ada di memori program. Angka-angka biner ini jika lebarnya 8 bit disebut byte dan jika 16 bit disebut word.

Deretan logik biner inilah yang dibaca oleh prosesor sebagai perintah atau instruksi. Supaya lebih singkat, angka biner itu biasanya direpresentasikan dengan bilangan hexa (HEX). Tetapi bagi manusia, menulis program dengan angka biner atau hexa sungguh merepotkan. Sehingga dibuatlah Bahasa Assembler yang direpresentasikan dengan penyingkatan kata-kata yang cukup dimengerti oleh manusia.

Bahasa Assembler ini biasanya diambil dari bahasa Inggris dan presentasinya itu disebut dengan Mnemonic. Masing-masing pabrik mikroprosesor melengkapi chip buatannya dengan set instruksi yang akan dipakai untuk membuat program. Contohnya pada Diagaram dibawah ini :

Biner Hexa Mnemonic

10110110 B6 LDAA 

10010111 97 STAA 

01001010 4A DECA 

10001010 8A ORAA

00100110 26 BNE 

00000001 01 NOP

01111110 7E JMP 

Jadi sebenarnya Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu perintah cukup dengan beberapa baris bahasa mesin sedikit mungkin. Hal ini bisa tercapai dengan cara membuat perangkat keras prosesor mampu memahami dan menjalankan beberapa rangkaian operasi. Untuk tujuan contoh kita kali ini, sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus, yang kita beri nama MULT. Saat dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai dan menyimpannya ke 2 register yag berbeda, melakukan perkalian operan di unit eksekusi dan kemudian mengambalikan lagi hasilnya ke register yang benar. Jadi instruksi-nya cukup satu saja, Sedangkan 

2. RISC (Reduce Instructions Set Computer)

Adalah Prosesor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit. Karena perbedaan keduanya ada pada kata set instruksi yang kompleks atau sederhana (reduced). RISC lahir pada pertengahan 1980, kelahirannya ini dilator belakangi untuK CISC. Perbedaan mencolok dari kelahiran RISC ini adalah tidak ditemui pada dirinya instruksi Assembly atau yang dikenal dengan Bahasa Mesin sedangkan itu banyak sekali di jumpai di CISC.

Konsep Arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline. Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit. Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi program yang lebih besar. 

Salah satu contoh adalah IBM 801 adalah prosesor komersial pertama yang menggunakan pendekatan RISC. Untuk lebih lanjut memahami RISC, diawali dengan tinjauan singkat tentang karakteristik eksekusi Instruksi yaitu Aspek komputasi yang ditinjau dalam merancang mesin RISC adalah sbb.:

>>Operasi-operasi yang dilakukan:

Hal ini menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan oleh CPU dan interaksinya dengan memori.

>> Operand-operand yang digunakan:

Jenis-jenis operand dan frekuensi pemakaiannya akan menentukan organisasi memori untuk menyimpannya dan mode pengalamatan untuk mengaksesnya.

>> Pengurutan eksekusi:

Hal ini akan menentukan kontrol dan organisasi pipeline.

Salah satu jenis dari arsitektur, dimana Superscalar adalah sebuah Uniprocessor yang dapat mengeksekusi dua atau lebih operasi scalar dalam bentuk paralel. Merupakan salah satu rancangan untuk meningkatkan kecepatan CPU. Kebanyakan dari komputer saat ini menggunakan mekanisme Superscalar ini. Standar Pipeline yang digunakan adalah untuk pengolahan bilangan matematika integer (bilangan bulat, bilangan yang tidak memiliki pecahan), kebanyakan CPU juga memiliki kemampuan untuk pengolahan untuk data Floating Point (bilangan berkoma). Pipeline yang mengolah integer dapat juga digunakan untuk mengolah data bertipe floating point ini, namun untuk aplikasi tertentu, terutama untuk aplikasi keperluan ilmiah CPU yang memiliki kemampuan pengolahan floating point dapat meningkatkan kecepatan prosesnya secara dramatis. Peristiwa menarik yang bisa dilakukan dengan metoda superscalar ini adalah dalam hal memperkirakan pencabangan instruksi (brach prediction) serta perkiraan eksekusi perintah (speculative execution). Peristiwa ini sangat menguntungkan buat program yang membutuhkan pencabangan dari kelompok intruksi yang dijalankankannya. Program yang terdiri dari kelompok perintah bercabang ini sering digunakan dalam pemrograman.

Contohnya dalam menentukan aktifitas yang dilakukan oleh suatu sistem berdasarkan umur seseorang yang sedang diolahnya, katakanlah jika umur yang bersangkutan lebih dari 18 tahun, maka akan diberlakukan instruksi yang berhubungan dengan umur tersebut, anggaplah seseorang tersebut dianggap telah dewasa, sedangkan untuk kondisi lainnya dianggap belum dewasa. Tentu perlakuannya akan dibedakan sesuai dengan sistem yang sedang dijalankan. Lalu apa yang dilakukan oleh CPU untuk hal ini? Komputer akan membandingkan nilai umur data yang diperolehnya dengan 18 tahun sehingga komputer dapat menentukan langkah dan sikap yang harus diambilnya berdasarkan hasil perbandingan tersebut. Sikap yang diambil tentu akan diambil berdasarkan pencabangan yang ada.

Pada CPU yang mendukung perintah pencabangan ini, CPU membutuhkan lumayan banyak clock cycle, mengingat CPU menempatkan semuanya pada pipeline dan menemukan perintah berikutnya yang akan dieksekusinya. Sirkuit untuk branch prediction melakukan pekerjaan ini bekerja sama dengan pipeline, yang dilakukan sebelum proses di ALU dilaksanakan, dan memperkirakan hasil dari pencabangan tersebut. Jika CPU berfikir bahwa branch akan menuju suatu cabang, biasanya berdasarkan pekerjaan sebelumnya, maka perintah berikutnya sudah dipersiapkan untuk dieksekusi berikut datadatanya, bahkan dengan adanya pipeline ini, bila tidak diperlukan suatu referensi dari instruksi terakhir, maka bisa dilaksanakan dengan segera, karena data dan instruksi yang dibutuhkan telah dipersiapkan sebelumnya.. Dalam hal speculative execution, artinya 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. Teknik yang digunakan untuk pipeline dan superscalar ini bisa melaksanakan Branch Prediction dan speculative execution tentunya membutuhkan ekstra transistor yang tidak sedikit untuk hal tersebut. Sebagai perbandingan, komputer yang membangkitkan pemrosesan pada PC pertama yang dikeluarkan oleh IBM pada mesin 8088 memiliki sekitar 29.000 transistor. Sedangkan pada mesin Pentium III, dengan teknologi superscalar dan superpipeline, mendukung branch prediction, speculative execution serta berbagai kemampuan lainnya memiliki sekitar 7,5 juta transistor. BeberapA CPU terkini lainnya seperti HP 8500 memiliki sekitar 140 juta transistor.

3. Perbedaan karakteristik CISC dan RISC.

CISC dan RISC perbedaannya tidak signifikan jika hanya dilihat dari terminologi set instruksinya yang kompleks atau tidak (reduced). Lebih dari itu, RISC dan CISC berbeda dalam filosofi arsitekturnya. Filosofi arsitektur CISC adalah memindahkan kerumitan software ke dalam hardware. Teknologi pembuatan IC saat ini memungkinkan untuk menamam ribuan bahkan jutaan transistor di dalam satu dice. Bermacam-macam instruksi yang mendekati bahasa pemrogram tingkat tinggi dapat dibuat dengan tujuan untuk memudahkan programmer membuat programnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

4. Karakteristik CISC versus RISC

Rancangan RISC dapat memperoleh keuntungan dengan mengambil sejumlah feature CISC dan Rancangan CISC dapat memperoleh keuntungan dengan mengambil sejumlah feature RISC. Hasilnya adalah bahwa sejumlah rancangan RISC yang terbaru, yang dikenal sebagai PowerPC, tidak lagi “murni” RISC dan rancangan CISC yang terbaru, yang dikenal sebagai Pentium, memiliki beberapa karakteristik RISC.

5. Ciri-ciri RISC:

1. Instruksi berukuran tunggal.

2. Ukuran yang umum adalah 4 byte.3. Jumlah mode pengalamatan data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah.

4. Tidak terdapat pengalamatan tak langsung.

5. Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmetika (misalnya, penambahan dari memori, penambahan ke memori)

Sebaliknya, filosofi arsitektur RISC adalah arsitektur prosesor yang tidak rumit dengan membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Kerumitan membuat program dalam bahasa mesin diatasi dengan membuat bahasa program tingkat tinggi dan compiler yang sesuai. Karena tidak rumit, teorinya mikroprosesor RISC adalah mikroprosesor yang low-cost dalam arti yang sebenarnya. Namun demikian, kelebihan ruang pada prosesor RISC dimanfaatkan untuk membuat sistem-sistem tambahan yang ada pada prosesor modern saat ini. Banyak prosesor RISC yang di dalam chip-nya dilengkapi dengan sistem superscalar, pipelining, caches memory, register-register dan sebagainya, yang tujuannya untuk membuat prosesor itu menjadi semakin cepat.

Sudah sering kita mendengar debat yang cukup menarik antara komputer personal IBM dan kompatibelnya yang berlabel Intel Inside dengan komputer Apple yang berlabel PowerPC. Perbedaan utama antara kedua komputer itu ada pada tipe prosesor yang digunakannya. Prosesor PowerPC dari Motorola yang menjadi otak utama komputer Apple Macintosh dipercaya sebagai prosesor RISC, sedangkan Pentium buatan Intel diyakini sebagai prosesor CISC. Kenyataannya komputer personal yang berbasis Intel Pentium saat ini adalah komputer personal yang paling banyak populasinya. Tetapi tidak bisa pungkiri juga bahwa komputer yang berbasis RISC seperti Macintosh, SUN adalah komputer yang handal dengan sistem pipelining, superscalar, operasi floating point dan sebagainya. Tersedia dari peningkatan kinerja superscalar teknik dibatasi oleh dua bidang utama:

• Tingkat dari hakiki paralel dalam instruksi streaming, yakni terbatasnya jumlah instruksi level parallelism, dan

• Kompleksitas waktu dan biaya yang terkait memberangkatkan dan ketergantungan memeriksa logika.

Binari yang ada telah dijalankan program tahap hakiki paralel. Dalam beberapa kasus petunjuk tidak tergantung pada satu sama lain dan dapat dijalankan secara bersamaan. Dalam kasus lain mereka yang antar-tergantung yaitu satu instruksi dampak baik sumber daya atau hasil lainnya. Petunjuk yang = b + c; d = e + f dapat berjalan secara bersamaan karena tidak ada yang bergantung pada hasil perhitungan lain. Namun, petunjuk yang = b + c; d = a + f mungkin tidak akan runnable secara paralel, tergantung pada urutan petunjuk yang lengkap saat mereka bergerak melalui unit.

Bila jumlah yang dikeluarkan secara simultan petunjuk meningkat, biaya memeriksa dependensi meningkat sangat pesat. Hal ini diperparah oleh kebutuhan untuk memeriksa dependensi di waktu dan menjalankan di CPU jam menilai. Ini termasuk biaya tambahan gerbang logika diperlukan untuk melaksanakan pemeriksaan, dan waktu tunda yang melalui pintu. Penelitian menunjukkan pintu gerbang biaya dalam beberapa kasus dapat NK pintu, dan biaya keterlambatan k2logn, dimana n adalah jumlah instruksi pada prosesor's set instruksi, dan k adalah jumlah bersamaan menurunkan petunjuk. Dalam matematika, ini disebut sebagai combinatoric masalah melibatkan permutations.

Meski mungkin berisi instruksi streaming tidak antar-instruksi dependensi, superscalar CPU yang sebenarnya harus memeriksa bahwa kemungkinan, karena tidak ada jaminan lain dan kegagalan untuk mendeteksi suatu dependensi akan menghasilkan hasil yang salah. Tidak peduli bagaimana lanjutan proses yang semikonduktor atau cara cepat kecepatan yang berpindah, ini tempat yang praktis membatasi berapa petunjuk dapat menurunkan secara bersamaan. Meskipun proses kemajuan akan mengijinkan pernah lebih besar jumlah unit fungsional, beban instruksi memeriksa dependensi sehingga tumbuh pesat yang dicapai superscalar dispatch batas relatif kecil. Kemungkinan pada urutan lima hingga enam secara bersamaan menurunkan petunjuk.

Namun akhirnya tak terhingga cepat memeriksa ketergantungan pada logika konvensional yang lain superscalar CPU, jika instruksi streaming itu sendiri memiliki banyak dependensi, ini juga akan membatasi speedup mungkin. Dengan demikiantingkat hakiki paraleldalam kode streaming bentuk kedua dalam keterbatasan.

Karakteristik CISC RISC

IBM

370/168 VAX

11/780 Intel

80486 Motorola

88000

Tahun dibuat 1973 1978 7989 1988

Jumlah Intruksi 208 303 235 51

Intruksi (Bytes) 2-6 2-57 1-11 4

Mode Pengalamatan 4 22 11 3

Jumlah Register

General-purpose 16 16 8 32

Ukuran Memory

Control (Kbits) 420 480 246 _

Ukuran Cache

(Kbytes) 64 64 8 16

6. Kesimpulan.

Diantara kelebihan dan kekurangan dari arsitektur RISC dan arsitektur CISC sampai sekarang masih menjadi sebuah perdebatan. Ada juga teknologi yang menggabungkan kedua arsitektur tersebut, contohnya : Prosesor Intel dan AMD yang dijual secara komersil sekarang adalah pengembangan dari prosesor x86 yang menggunakan basis prosesor CISC. Lucunya, instruksi set yang didukung oleh kedua prosesor tersebut menggunakan instruksi RISC yang lebih efisien dalam menangani data.

Jawaban Tugas AOK

SISTEM BUS

Devais yang terhubung bersama akan berkomunikasi melalui bus alamat, data dan control.  Ketika suatu devais ingin berkomunikasi dengan lainnya, ia mengirim alamat untuk membedakan dengan devais lainnya, dimana tiap devais mempunyai alamat yang unik. Devais master ialah devais yang menginisiasi dan mengontrol komunikasi, sedangkan devais perespon disebut sebagai slave.

Untuk mengkoordinasikan aktifitas diantara bagian sistem komputer, bus-bus harus mengikuti aturan pewaktuan dan sinyal yang spesifik. Protocol bus merefer pada spesifikasi untuk sebuah bus. Protokol bus yang umum ialah synchronous dan asynchronous.  Pada protokol synchronous, aktifitas bus disinkronkan dengan frekwensi pusat yaitu frekwensi sistem.  Pada IBM PC, CPU mengakses memori menggunakan protokol synchronous.

Motherboard PC kita terdiri dari beberapa bus yang menghantarkan sinyal antar masing-masing komponen.  Bus sering  disebut juga dengan lintasan umum yang digunakan untuk transfer data. Jalur ini juga dapat untuk komunikasi antar dua buah komputer atau lebih.yang mana di dalam motherboard ini mempunyai tiga macam bus yang disusun secara hirarkis, bus yang lambat di hubungkan di bawah bus yang cepat. Setiapperipheral  komputer terhubung pada salah satu dari bus-bus ini, dan chipset berfungsi sebagai jembatan atas bus yang berbeda. Berikut ini bus utama dalam sistem komputer modern :

a.    Bus Prosessor

Disebut juga dengan front-side bus (FSB), merupakan bus tercepat pada komputer dan merupakan inti dari chipset (dan motherboard). Utamanya, bus ini di gunakan oleh mikroprosesor untuk melewatkan informasi ke / dari chache atau memori utama, dan juga ke chipset north-bridge. Bus prosessor pada komputer sekarang berjalan pada kecepatan 66MHz, 100MHz, 133MHz,atau200Mhz menggunakan lebar jalur data 64 bit (8 byte).

b.    Bus ISA 

       Bus 16-bit 8MHz. kecepatan ini sangat rendah namun cukup ideal untuk peripheral yang memang berkecepatan rendah, termasuk piranti lama. Untuk keperluan modem, sound-card, dan piranti berkecepatan rengdah lain bus   ini masih mencukupi. Komputer generasi terakhir seperti Pentium 4 relatif tidak menyertakan bus / slot ini didalamnya. Pada chipset south-bridge terdapat controller yang bekerja sebagai bus ISA sekaligus interface dengan bus PCI diatasnya.Chip super I/O biasanya terhubung kepadanya , terutama pada sistem lama yang masih memiliki slot ISA. Bus lain bernama EISA hasil dari arsitektur Micro Channel IBM untuk kompatibel dengan PC. IBM Micro Channel Architecture (MCA)  sendiri selesai  dibuat pada tahun 1987 ketika mikroprosesor 80386 diluncurkan tahun 1985.

c.    VESA(Video electronics Standards Association)

       dikenal sebagai VESA local bus atau VL bus. VL Bus versi 1.0 ialah bus 32 bit yang dapat bekerja hingga 33MHz.

d.    Bus PCI

       Bus 32-bit yang normalnya berjalan pada 33MHz. Komputer yang modern mendukung PCI 64-bit 66MHz. bus ini terdapat baik pada chipset north –bridge atau pada I/O controller hub. Disajikan di motherboard sebagai slot 32-bit yang umumnya berwarna putih sebanyak 3 dan 6 slot dan banyak digunakan oleh peripheral komputer yang membutuhkan kecepatan tinggi  misalnya SCSI, kartu jaringan (Network Interface Card, NIC), dan lain-lain.

e.    Bus AGP

       Bus cepat 32 bit yang khusus untuk kartu grafis / video. Berjalan paada kecepatan 66MHz (AGP 1x),133MHz (AGP 2x), 266 MHz (AGP 4x), atau 533MHz (AGP 8x) yang akan menghasilkan bandwidth hingga sebesar 2,133MB/det. AGP di hubungkan ke north-bridge atau memori controller hub pada chipset dan konektornya pada  motherboard yang diwujudkan dalam bentuk slot AGP pada system yang mendukungnya, umumnya berwarna coklat.

Pada motherboard ada juga bus yang tersembunyi misalnya LPC. Bus ini hanya terdapat pada chipset arsitektur hub dan tidak ada konektor hubungan keluar yang dapat dilihat. Berikut penjelasan singkat mengenai bus-bus yang umum digunakan sebagai interfacing dengan berbagai kartu (cards)

ISA (Industrial Standard Architecture)

Bus ISA dikembangkan oleh IBM di Boca Raton, Florida. Ketika IBM memperkenalkan IBM PC tahun 1981, digunakanlah bus ISA 8 bit, namun pada bulan Agustus 1984 IBM memperkenalkan IBM PC-AT(Advance Technology) yang menggunakan bus ISA 16 bit.Slot ISA terdiri dari 16 bit, meskipun tersedia yang 8 bit yang merupakan subset dari ISA 16 bit. Oleh karena itu kartu ISA 8 bit dapat dipasang pada slot ISA 16 bit namun tidak sebaliknya.

Slot ISA ini paling tepat dijadikan praktikum interfacing komputer karena kemampuan chip yang kita gunakan umumnya sesuai dengan kecepatan dan lebar data bus ISA. Pada ISA 8 bit hanya terdapat sebuahpengontrol  DMA (DMA Controller). Bus ISA 16 bit mempunyai 2 buah pengontrol DMA yaitu master dan slave. Pengontrol DMA dapat diprogram untuk transfer baca (data dibaca dari memori ke piranti I/O), transfer tulis (data dibaca dari piranti I/O ke memori) dan transfer verify yang digunakan oleh DMA kanal 0 untuk merefresh RAM/memori di komputer.

Ketika IBM PC XT diperkenalkan, ia hanya memiliki sebuah kontroler interupsi yaitu dari IC 8259 yang hanya bisa mengalamati 8 interupsi. Baru pada computer IBM PC AT dan seterusnya mempunyai pengontrol kedua dalam kombinasi master /slave. Sinyal interupsi bisa berupa edge triggered atau level triggered. Umumnya secara default ialah edge triggered dan aktif tinggi. Berikut Tabel perbandingan Bandwith ISA, EISA, dan Micro Channel Bus .

            Tabel 11.1 Karakteristik berbagai Bus

Karakteristik	ISA	EISA	Micro Channel
Maks. jalur data	16 bit	32 bit	32 bit
Kecepatan slot bus ekspansi	8	8	10
	8	16	20

Semakin canggih komputer, yang membutuhkan kecdepatan bus yang berbeda (missal port ISa dengan VGA Card), para desainer motherboard mendesain ulang bus yang disebut sebagai local bus. Ide dari local bus ialah mengakses sistem bus pada kecepatan yang sama dengan mikroprosesor atau mendekatinya.  Pada mikroprosesor berkecepatan 33MHz yang memiliki bus local dan ISA, kecepatan bus ISA terbatas hanya 8 MHz, tetapi sinyal local bus diakses pada kecepatan yang sama dengan CPU, yaitu 33MHz.

PCI (Peripheral Component Interconnect)

Setelah munculnya bus ISA yang mempunyai keterbatasan kecepatan dan jumlah bit, dikenalkan lagi bus EISA (Extended ISA), VESA (Video Electronics Standard Association) dan PCI, karena hadirnya mikroprosesor kecepatan tinggi seperti 486 dan Pentium dibutuhkan bus dengan bandwith  kecepatan tinggi. PCI berbasis pada local bus yang cepat. Pada perkembangannya, PCI diadopsi menjadi standar industri di bawah administrasi dari PCI Special Interest Group (PCI-SIG) yang kemudian definisi dari PCI diperluas menjadi konektor standa interface bus (slot) ekspansi.

PCI mempunyai interface sebesar 64 bit dan mengimpelentasikan lebar jalur  32 bit untuk bus data dan alamat (AD[31:0]) (bandingkan dengan  ISA ,16 bit). PCI ialah bus dengan arsitektur sinkronous, yakni bus dimana semua transfer data dijalankan secara relatif bersamaan terhadap pulsa detak sistem. PCI yang sekarang, spesifikasinya diperluas untuk mendukung operasi pada 133 MHz, namun yang banyak digunakan komputer sekarang tetap 33 MHz.

PCI mendukung mekanisme auto-configuration dimana setiap piranti PCI terdapat sekelompok register konfigurasi yang memungkinkan identifikasi/pengenalan akan jenis piranti seperti SCSI , Video, Ethernet dan lainnya. PCI mendukung pemakaian tegangan 5 V dan 3.3 Volt. Namun pin tegangan 3.3 Volt baru dihubungkan ke slot PCI pada komputer keluaran terakhir. PCI local bus adalah independen, dapat digunakan pada berbagai mikroprosesor, bukan hanya pada prosesor INTEL.

AGP (Accelerated Graphics Port)

AGP didesain untuk motherboard Pentium II ke atas, AGP dianggap mampu bekerja 4 kali lebih cepat dibandingkan bus PCI yang menggunakan pipelining. Bus ini dibuat oleh intel sebagai bus yang didisain khusus untuk aplikasi video dan grafis.

Tabel 11.2 Perbedaan AGP dengan PCI

AGP	PCI
Permintaan Pipelined	Tidak pipelined
Address/data de-multiplexed	Address/data multiplexed
Peak pada 533MB/s dalam 32 bits	Peak pada 133MB dalam 32 bits
Single target, single master	Multi-target, multi-master
Hanya Memory read/write	Link ke seluruh sistem
Antrian prioritas High/low	Tidak ada  Antrian prioritas

Karena kelebihan inilah AGP mampu membuat frame rate lebih bagus dan menampilkan grafik 3D yang lebih realistis. AGP berbasis pada PCI dengan beberapa tambahan dan peningkatan, namun secara elektris maupun logis tidak bergantung pada PCI. Namun memiliki tambahan sinyal , letaknya juga dibedakan dengan slot PCI. Dalam sebuah motherboard hanya bisa terdapat 1 slot AGP.

AGP 1.0 dirilis juli 1996 dengan ketentuan clock rate  66MHz dengan pensinyalan 1x atau 2x dengan menggunakan tegangan kerja sebesar 3.3Volt. AGP versi 2.0 dirilis Mei 1998 dengan tambahan kemampuan pensinyalan 4x dan tegagan kerja 1.5Volt. slot untuk AGP 1x/2x berbeda dengan slot AGP 4x, dimana pada AGP 4x tidak terdapat pembagi di tengah slot ( sebagai key notch ). Penting : beberapa motherboard yang menyediakan AGP 4x hanya mendukung AGP 4x dan tegangan 1.5 Volt artinya tidak kopatibel dengan versi sebelumnya. 

Transfer Data

Bus  PCI saat ini mendukung transfer data hingga 132 MB/s, dimana AGP (pada 66MHz) mendukung hingga 533 MB/s. AGP  dapat melakukan ini karena kemampuannya untuk mentransfer data pada ujung naik dan turun detak 66MHz.

Gambar 11.1 Diagram arsitektur AGP

DIME (Direct Memory Execute) ialah fitur yang paling penting dari AGP. Chip grafik AGP mempunyai kemampuan untuk mengakses memori utama secara langsung untuk operasi complex dari pemetaan bentuk.

Sumber : http://www.toko-elektronika.com/tutorial/usb.htm