TUGAS 5 - ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER (ARSIKOM)

 TUGAS 5 - ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER (ARSIKOM)

1. Faktor-faktor yang memengaruhi kinerja sistem bus dalam komputer

Kinerja suatu sistem bus ditentukan oleh beberapa faktor berikut:

a. Lebar Bus (Bus Width)

• Lebar bus menunjukkan jumlah bit yang dapat ditransmisikan dalam satu waktu.

• Semakin lebar bus (misalnya 32 bit → 64 bit), semakin banyak data yang dapat dikirim sekaligus, sehingga throughput meningkat.

b. Frekuensi / Clock Bus

• Frekuensi menunjukkan seberapa cepat sinyal dapat dikirim.

• Bus dengan clock lebih tinggi dapat mentransfer data lebih cepat.

c. Metode Arbitration (Pengendalian Akses Bus)

• Menentukan bagaimana perangkat berebut akses ke bus.

• Contoh: Daisy chaining, Polling, Centralized Arbitration.

• Metode yang lebih efisien akan mengurangi delay dan meningkatkan kinerja.

d. Mode Transmisi

• Synchronous Bus: menggunakan clock bersama → cepat tetapi jarak terbatas.

• Asynchronous Bus: tanpa clock → lebih fleksibel tetapi sedikit lebih lambat.

e. Panjang dan Kualitas Fisik Bus

• Semakin panjang kabel bus: delay meningkat.

• Kualitas konektor dan jalur sinyal sangat memengaruhi kestabilan.

f. Jumlah Perangkat yang Terhubung

• Semakin banyak perangkat, semakin besar kemungkinan konflik akses.

• Hal ini dapat menyebabkan bottleneck bila arbitration tidak efisien.

g. Protokol dan Mekanisme Handshaking

• Tergantung cara sinkronisasi antara pengirim dan penerima.

• Protokol yang lebih cepat akan meningkatkan kinerja keseluruhan.

---

2. Bagaimana teknologi Direct Memory Access (DMA) meningkatkan kinerja bus?

DMA memungkinkan perangkat I/O mentransfer data langsung ke memori utama tanpa melibatkan CPU secara terus-menerus.

Cara DMA meningkatkan kinerja:

a. Mengurangi Beban CPU

• Tanpa DMA, CPU harus menangani setiap perpindahan byte/word.

• Dengan DMA, CPU hanya menginisialisasi transfer dan DMA controller yang mengerjakan sisanya.

b. Transfer Data Menjadi Lebih Cepat

• DMA dapat melakukan transfer blok data besar dalam satu operasi.

• Cocok untuk perangkat seperti hard disk, sound card, NIC, dll.

c. Meminimalisir Interupsi CPU

• CPU tidak terganggu oleh interupsi berulang saat transfer.

• CPU bisa menjalankan tugas lain → sistem lebih efisien.

d. Memaksimalkan Pemakaian Bandwidth Bus

• DMA melakukan burst transfer yang memanfaatkan bus secara penuh.

• Mengurangi latency dan meningkatkan throughput bus.

Kesimpulan:
DMA mempercepat perpindahan data dan membuat sistem lebih efisien karena CPU tidak lagi menjadi bottleneck dalam proses I/O.

3. Gambar + Penjelasan Arsitektur Bus Jamak Tradisional & Bus Jamak Kinerja Tinggi

---

a. Arsitektur Bus Jamak Tradisional (Traditional Multiple-Bus Architecture)

DIAGRAM:

                  +----------------+
                  |      CPU       |
                  +-------+--------+
                          |
                          | Processor-Memory Bus
                          |
                  +-------+--------+
                  |     Memory     |
                  +-------+--------+
                          |
                ----------------------
                |    System Bus     |
                ----------------------
                  /        |        \
                 /         |         \
                /          |          \
        +--------+   +-----------+   +-----------+
        |  I/O    |   |  I/O      |   |   I/O     |
        | Device  |   | Controller|   |  Device   |
        +--------+   +-----------+   +-----------+

Penjelasan:

Pada arsitektur ini terdapat tiga tipe bus:

1. Processor–Memory Bus

   • Menghubungkan CPU dengan memori utama.

   • Umumnya berkecepatan paling tinggi.

2. System Bus (Backplane Bus)

   • Menjadi jalur tengah yang menghubungkan seluruh komponen (CPU, memori, I/O).

3. I/O Bus

   • Menghubungkan perangkat I/O yang lebih lambat.

Kekurangan utama:

• Semua perangkat berbagi satu bus besar → mudah terjadi bottleneck.

• Transfer I/O dapat memperlambat akses CPU ke memori.

---

b. Arsitektur Bus Jamak Kinerja Tinggi (High-Performance Multiple Bus Architecture)

DIAGRAM:

                         +------------+
                         |    CPU     |
                         +------+-----+
                                |
                    High-Speed CPU-Memory Bus
                                |
                        +-------+--------+
                        |     Memory     |
                        +-------+--------+
                                |
                  --------------------------------
                  | High-Speed I/O Bus (PCIe, etc.)|
                  --------------------------------
                     /             |            \
                    /              |             \
         +---------------+  +--------------+  +--------------+
         |  Disk Ctrl    |  | Network Ctrl |  | Graphic Card |
         +---------------+  +--------------+  +--------------+
                                |
                 -----------------------------------------
                 |    Low-Speed I/O Bus (USB/SATA/etc.)   |
                 -----------------------------------------
                   /            \             \
                  /              \             \
         +------------+    +-------------+   +-------------+
         | Keyboard   |    |   Mouse     |   | USB Device |
         +------------+    +-------------+   +-------------+

Penjelasan:

Arsitektur ini menggunakan:

1. Dedicated High-Speed Bus

CPU dan memori memiliki bus khusus berkecepatan sangat tinggi → akses tidak terganggu oleh perangkat lain.

2. High-Speed I/O Bus (PCI/PCIe)

Digunakan untuk perangkat cepat seperti:

• GPU

• NIC

• Disk controller

3. Low-Speed I/O Bus

Bus terpisah untuk perangkat lambat seperti:

• USB

• Keyboard

• Mouse

Kelebihan:

• Mengurangi bottleneck karena beban terbagi ke beberapa bus.

• Throughput sistem jauh lebih tinggi.

• Mendukung banyak perangkat tanpa menghambat kinerja CPU/memori.

• Skalabilitas lebih baik.