Senin, 03 April 2017

PENGERTIAN, HIRARKI DAN KARAKTERISTIK MEMORI KELAS X SMK

Sistem memori adalah komponen-komponen elektronik yang perintah - perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor, data yang diperlukan oleh instruksi ( perintah ) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ).


Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji.

Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru. 


Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.

Cheap Offers: http://bit.ly/gadgets_cheap
Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.

Cheap Offers: http://bit.ly/gadgets_cheap
Ada 7 karakteristik sistem memori secara umum:
1. Lokasi
2. Kapasitas
3. Satuan Transfer
4. Metode Akses
5. Kinerja
6. Tipe Fisik
7. Karakter Fisik

 1. Lokasi

      Ada 3 lokasi keberadaan memori dalam sistem komputer:
- "CPU" , memori ini built-in berada dalam CPU ( Mikroprosesor ) dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU, memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor.

- "Internal" , memori ini berada di luar chip processor tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer dan diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, hingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara. Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama. Memori internal biasanya menggunakan media RAM.

- "External" , Memori ini bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. Memori ini, tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol/modul I/O. Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder. Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.
2
      2. Kapasitas


- Ukuran word
Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
- Jumlah word
Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

 3. Satuan Transfer
 
- Word , merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
- Block , adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word
- Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.
- Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.
 



4. Metode Akses
 Terdapat 4 jenis pengaksesan satuan data, yaitu :

- Sequential access


Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record. Aksesnya dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu proses pencarian. Mekanisme baca/tulis digunakan secara bersama (shared read/write mechanism), dengan cara berjalan menuju lokasi yang diinginkan untuk mengeluarkan record. Waktu access record sangat bervariasi. Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetik.


- Direct access

Seperti sequential access, direct access juga menggunaka shared read/write mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Aksesnya dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu aksesnya pun bervariasi. Contoh direct access adalah akses pada disk.


- Random access

Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah sistem memori utama. 

- Associative access


Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya. Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri. Waktu pencariannya pun tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memori cache.

 5. Kinerja
Ada tiga buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu : 



- Access time (Waktu Akses) 
Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu.


- Cycle time (Waktu Siklus) 
Waktu siklus adalah waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang dari saluran sinyal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.


- Transfer rate (Laju Pemindahan) 
Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus). Sedangkan, bagi non-RAM, berlaku persamaan sbb:





TN = Waktu rata-rata untuk membaca / menulis sejumlah N bit. TA = Waktu akses rata-rata


N = Jumlah bit


R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)


6. Tipe Fisik

- Semikonduktor


Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.
- Magnetik


Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

7. Karakter Fisik
 - Volatile dan Non-Volatile


Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Selain itu, pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Memori permukaan magnetik adalah non volatile. Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.

- Erasable dan Non-Erasable





Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM.



      1. Hirarki Memori 


Tiga pertanyaan dalam rancangan memori, yaitu : Berapa banyak? Hal ini menyangkut kaspasitas. Berapa cepat? Hal ini menyangkut waktu akses, dan berapa mahal yang menyangkut harga? Setiap spektrum teknologi mempunyai hubungan sbb:
-  Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit.
-  Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.
-  Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access.
Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori harus mampu mengikuti CPU. Artinya apabila CPU sedang mengeksekusi instruksi, kita tidak perlu menghentikan CPU untuk menunggu datangnya instruksi atau operand. Sedangkan untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkasitas relatif rendah, dan waktu access yang cepat.
Untuk memperoleh kinerja yang optimal, perlu kombinasi teknologi komponen memori. Dari kombinasi ini dapat disusun hirarki memori sebagai berikut:
Semakin menurun hirarki, maka hal-hal di bawah ini akan terjadi:
a)    Penurunan harga per bit
b)    Peningkatan kapasitas
c)    Peningkatan waktu akses
d)   Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU. Kunci keberhasilan hirarki ini pada penurunan frekuensi aksesnya. Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit. Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi.


    
1.      TEKNOLOGI DAN BIAYA SISTEM MEMORI

Ada 2 teknologi yang mendominasi industri memori sentral dan memori utama, yaitu :

a.       Memori Magnetic Core (tahun 1960) 


Sel penyimpanan yang ada dalam memori inti dibuat dari elemen besi yang berbentuk donat yang disebut magnetic core (inti magnetis) atau hanya disebut core saja. Para pembuat(pabrikan) yang membuat core ini menyusun core plane bersama dengan sirkuit lain yang diperlukan, menjadi memori banks (bank memori)

b.      Memori Solid State 


Komputer yang pertama diproduksi untuk tujuan komersil adaalah UNIVAC dimana :

• CPU nya menggunakan teknologi vacuum tube (tabung hampa udara) dan menjalankan aritmatika decimal.

• Memori utamanya 1000 word (setiap word besarnya 60 bit dan menyimpan 12 karakter 5 bit)



2.      ORGANISASI MEMORI 


Yang dimaksud dengan organisasi adalah pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik.

• Salah satunya adalah menggunakan Inteleaving dimana tujuannya adalah untuk meningkatkan kecepatan pengaksesan sistem penyimpanan yang besar.

• Sistem penyimpanan yang besar terdiri atas beberapa bank memori independent yang diakses oleh CPU dan peralatan I/O melalui pengontrolan port memori Contoh : Cross bar switch Sistem penyimpanan menggunakan Interleave High Order



• Setiap bank (penyimpanan) berisi blok alamat yang berurutan.

• Setiap peralatan, termasuk CPU, menggunakan bank memori yang berbeda untuk program dan datanya, maka semua bank dapat mentransfer data secara serentak. Sistem penyimpanan menggunakan Interleave Low Order 


• Alamat yang berurutan berada dalam bank yang terpisah, sehingga setiap peralatan perlu mengakses semua bank selagi menjalankan programnya atau mentransfer data. Contohnya : suatu siklus memori lebih lama daripada waktu siklus CPU.

• Apabila word yang berurutan berada dalam bank yang berbeda, maka system penyimpanan bila dilengkapi dengan putaran yang cocok dapat melengkapi akses memori yang berurutan, dengan kata lain setelah CPU meminta untuk mengakses word pertama yang disimpan dalam salah satu bank, maka ia dapat bergerak ke bank kedua dan mengawali akses word kedua sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama. Pada CPU kembali ke bank pertama, system penyimpanan diharapkan telah menyelesaikan mengakses word pertama dan telah siap mengakses lagi.

• Banyak komputer berkinerja tinggi menggunakan Interleave Low Order 


3.      SISTEM MEMORI UTAMA


• Tahun 1960-an para programmer sistem mengembangkan sistem pengoperasian multiprogramming, yang memanfaatkan atau menggunakan memori utama yang sangat besar. 

• Komputer yang hanya mempunyai satu system memori utama dikatakan mempunyai one-level strorage system (system penyimpanan tingkat satu)

• Komputer yang mempunyai memori virtual menggunakan multilevel storage system (system penyimpanan bertingkat)

• Penyimpanan multilevel mempunyai memori sentral(internal) yaitu memori utama dan register CPU sebagai primary memori dan peralatan penyimpanan eksternal seperti hardisk dan disket sebagai secondary memori memori sekunder. 


4.      RELOKASI PROGRAM DAN PROTEKSI MEMORI


Multiprogramming adalah cara yang tepat untuk meningkatkan kegunaan CPU dengan cara memungkinkan beberapa tugas berada dalam memori pada waktu yang bersamaan. Berhasilnya multiprogramming ditentukan antara lain oleh : 


o Relokasi Program Dengan cara menmpatkan program dimana saja dalam memori Initial Program Relocation (Relokasi Program Awal) adalah proses merelokasi program tempat system pengoperasian pertama kali. Dynamic Program Relocation (Relokasi Program Dinamis) adalah system pengoperasian dapat memindahkan program dari suatu tempat ke tempat yang lain dalam memori utama setelah program dijalankan. 


o Proteksi Program Mencegah suatu program mengakses memori yang telah diberikan oleh system pengoperasian ke program yang lain. Contoh relokasi program dan proteksi adalah IBM System/360 dan CDC 6600 IBM System/360 Menggunakan Register Base untuk merelokasi program Menggunakan relokasi program awal Menggunakan key-controlled memori protection untuk proteksi memori. CDC 6600 Mempunyai register khusus yaitu Relocation Address (RA/Register Alamat Relokasi) untuk merelokasi program. Menggunakan relokasi program awal.


       5.  JENIS MEMORI

A. Memori Internal

1. Random Accses Memory (RAM)



RAM dibungkus dalam paket berbentuk chip. Satuan penyimpanan dasar adalah sel (1 bit per sel). Pada RAM proses baca dan tulis data dari dan ke memori dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. RAM bersifat volatile dan perlu catu daya listrik. Kecepatan RAM diukur dalam ns (nano seconds). Makin kecil ns semakin cepat RAM .

Dulu kecepatan RAM sekitar 120, 100 dan 80 ns. Sekarang sekitar 15, 10, sampai 8 ns. Kecepatan RAM sangat berkaitan erat dengan system bus, apakah system bus kita efektif untuk menggunakan RAM yang cepat. Struktur RAM dapat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:

• Input Area, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat alat input

• Program Area, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diproses.

• Working Area, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil dari pengolahan

• Output Area, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output Berdasarkan bahan dasar pembuatan, RAM dikelompokkan dalam dua bagian utama, yaitu :

(a) Dynamic RAM (DRAM), dan

(b) Static RAM (SRAM).


a.     RAM dinamik (DRAM)


Disusun oleh sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor. Ada dan tidak ada muatan listrik pada kapasitor dinyatakan sebagai bilangan biner 1 dan 0. Disebut dynamic, karena hanya menampung data dalam periode waktu yang singkat dan harus di-refresh secara periodik.



Sedangkan jenis dan bentuk dari DRAM atau memori chip ini sendiri cukup beragam. Secara internal, setiap sel yang menyimpan 1 bit data memiliki 1 buah transistor dan 1 buah kondensator. Kondensator ini yang menjaga tegangan agar tetap mengaliri transistor sehingga tetap dapat menyimpan data.

Oleh karena penjagaan arus itu harus dilakukan setiap beberapa saat (yang disebut refreshing) maka proses ini memakan waktu yang lebih banyak daripada kinerja Static RAM.

b.    RAM Static (SRAM) 

Secara internal, setiap sel yang menyimpan n bit data memiliki 4n buah transistor yang menyusun beberapa buah rangkaian Flip-Flop. Dengan karakteristik rangkaian Flip-Flop ini, data yang disimpan hanyalah berupa Hidup (High state) atau Mati (Low state) yang ditentukan oleh keadaan suatu transistor.

Kecepatannya dibandingkan dengan Dynamic RAM tentu saja lebih tinggi karena tidak diperlukan sinyal refresh untuk mempertahankan isi memori. Baik SRAM maupun DRAM adalah volatile.

Sel memori DRAM lebih sederhana dibanding SRAM, karena itu lebih kecil. DRAM lebih rapat (sel lebih kecil = lebih banyak sel per satuan luas) dan lebih murah. DRAM memerlukan rangkaian pengosong muatan. DRAM cenderung lebih baik bila digunakan untuk kebutuhan memori yang lebih besar. DRAM lebih lambat.

Berikut disajikan perbedaan umum dari SRAM dan DRAM :
Memori dynamic adalah satu variasi integrated circuit yang digunakan pada RAM. Dynamic RAM hanya dapat menyimpan data apabila ada tenaga (arus listrik) yang masih mengalir. Apabila arus listrik sudah hilang, maka data yang disimpan pada memori dynamic juga akan hilang dengan sendirinya. Untuk itu dibutuhkan suplai tenaga terus-menerus agar memori dynamic RAM bekerja sebagaimana mestinya. Hal inilah yang disebut sebagai istilah Volatile. 
Sedangkan memori static RAM bersifat non-Volatile, yaitu jika sudah tidak ada tenaga atau arus listrik, data yang tersimpan pada memori akan tetap tersimpan. Sehingga tanpa teraliri power listrik, maka data akan tetap utuh. Selain itu Static RAM digunakan untuk Cache Memory.

JENIS-JENIS RAM :

EDORAM (Extended Data Out Random Access Memory) :




Memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentranfer data dibandingkan dengan RAM biasa
Slot memory untuk EDORAM adalah 72 Pin
Bentuk EDORAM yaitu Single Inline Memory Modul (SIMM)
Memiliki kecepatan lebih dari 66 Mhz







SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) :


Memiliki kemampuan setingkat di atas EDORAM
Slot memory untuk SDRAM adalah 168 Pin
Bentuk SDRAM adalah Dual Inline Memory Modul (DIMM)
Memiliki kecepatan di atas 100 Mhz

DDRAM (Double Data Rate Random Access Memory) :


Memiliki kecepatan sangat tinggi hingga 1033 Mhz
Slot memory untuk DDRAM adalah 192 Pin
Bentuk DDRAM adalah Dual Inline Memory Modul (DIMM)
Sudah banyak digunakan untuk computer dengan processor Pentium 4


RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory) :

Memiliki kecepatan sangat tinggi hingga 800 Mhz
Slot memory untuk RDRAM adalah 184 Pin
Bentuk RDRAM adalah Rate Inline Memory Modul (RIMM)
Pertama kali digunakan untuk computer dengan processor Pentium 4



 

2. Read Only Memory (ROM)



ROM adalah chip-chip memori yang menyimpan data dan perintah secara permanen jadi jenis memori ini hanya biasa di baca saja datanya atau programnya. ROM bersifat nonvolatil dan pada PC, ROM terdapat pada BIOS ( Basic Input Output System ) yang terdapat pada mother board yang berfungsi untuk men-setting peripheral yang ada pada sistem.

ROM dapat menyimpan data secara permanenanya dan hanya bisa dibaca. Namun, dua masalah yang terdapat pada ROM adalah langkah penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi dan tidak boleh terjadi kesalahan (error).

• Peralatan memori yang dapat dibaca namun tidak dapat ditulis oleh CPU Contoh : Switch Mekanis (computer menggunakannya untuk menyimpan konstansta yang digunakan untuk menentukan konfigurasi system (jumlah memori utama).

• PROM (Programming Read Only Memori) 

PROM adalah ROM yang diprogram oleh pabrik pembuatnya dan kita tidak bisa mengubah isinya. Bersifat non volatile dan hanya bisa ditulisi sekali saja. Proses penulisannya dibentuk secara elektris dan memori ini memerlukan peralatan khusus untuk proses penulisan atau “pemrograman”.

Prosesnya adalah PROM awalnya terhubung (status=on, 1). Programmer akan memutuskan hubungan tersebut (status=off, 0) dengan mengirimkan voltase tinggi pada baris dan kolom yang tepat. Proses ini disebut "burning".

• EPROM (Erasable PROM)

EPROM adalah ROM yang dapat dihapus dengan menggunakan sinar ultraviolet dan kemudian deprogram kembali. Program yang ada di dalam chip ini dapat dihapus dan diisi kembali dengan menggunakan sinar infrared. Dapat dibaca secara optis dan ditulisi secara elektris.

Sebelum operasi write, seluruh sel penyimpanan harus dihapus menggunakan radiasi sinar ultra-violet terhadap keping paket. Proses penghapusannya dapat dilakukan secara berulang, setiap penghapusan memerlukan waktu 20 menit. Untuk daya tampung data yang sama EPROM lebih mahal dari PROM.

Kelebihan :
- Virus tidak dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan didalam Bios tersebut.
- Isi dari program Bios ini baik sebagian maupun keseluruhannya tidak dapat dirusak atau diubah oleh pulsa listrik, selama stiker yang terdapat pada Bios tersebut tidak cacat atau rusak.

Kelemahan :
- Tidak dapat di upgrade atau dimodifikasi secara umum isi dari program Bios tersebut baik itu sebagian maupun keseluruhannya. Sehingga suatu saat segala perhitungan yang berhubungan dengan tanggal, bulan dan tahun seperti program aplikasi Microsoft Excel atau Lotus akan menyimpang.

• EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read Only Memori ) 

Program yang ada di dalam chip ini dapat dihapus dan diisi kembali dengan menggunakan pulsa listrik. Dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. Operasi write memerlukan waktu lebih lama dibanding operasi read.

Gabungan sifat kelebihan non-volatilitas dan fleksibilitas untuk update dengan menggunakan bus control, alamat dan saluran data. EEPROM lebih mahal dibanding EPROM. 



Kelebihannya :
- Dapat di upgrade atau di modifikasi sebagian atau keseluruhan isi dari program Bios tersebut sesusi dengan keinginan kita.
- Dapat di backup atau di buat cadangannya, bila suatu saat master dari Bios tersebut rusak atau programnya sebagian atau keseluruhannya terhapus.
 
Kelemahannya :

 - Virus dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan didalam Bios tersebut.
- Arus listrik yang tudak stabil dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan di dalam Bios tersebut.

 • EAROM (Electrically Alterable ROM) 

ROM yang dapat deprogram oleh computer dengan menggunakan operasi arus tinggi (high current) khusus, digunakan untuk menyimpan informasi yang jarang sekali berubah, contohnya : informasi konfigurasi.







Hatur Nuhun ^_^

Tidak ada komentar:

Posting Komentar