Control Unit Operation

Control Unit

    Control Unit Adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yangdilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal – awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Jadi untuk setiap control signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (programmable logic array) untuk merepresentasikan control signal. 

Control unit dari sebuah prosesor memiliki 2 peran penting. 
Pertama, control unit mengatur processor agar melakukan semua micro-operation dalam urutan yang benar. 
Kedua, control unit menghasilkan control signal yang memastikan supaya semua micro-operation dieksekusi.

Micro Operations

Micro Operation merupakan operasi atomic dari CPU (Atomic Operation of CPU). Micro operation adalah kerja atau eksekusi terhadap data yang tersimpan pada register dan merupakan cara kerjanya dalam satu pulsa clock. Atau micro operation adalah suatu operasi mikro dimana suatu komputer menjalankan suatu program dan melakukan siklus proses memasukkan dan mengambil data atau melakukan eksekusi (Fetch/Execute Cycle). Hasil dari operasi ini dapat menggantikan isi dari informasi biner terdahulu didalam register atau dipindahkan ke register lain.

• Digunakan Komputer untuk menjalan kan program
• Fetch/execute cycle 
• Memiliki beberapa langkah dalam setiap siklus/cycle – Pipelining 
• Pemanggilan micro-operations 
• Waktu dan langkah yang singkat 
• Atomic operation CPU

Elemen Konstituen dari Eksekusi Program

Fetch Cycle 

Fetch adalah siklus pengambilan data ke memori atau register. Berikut contoh aliran data siklus fetch :

• Urutan kejadian selama siklus instruksi tergantung pada rancangan CPU.
• Asumsi : sebuah CPU yang menggunakan register memori alamat (MAR), register memori buffer (MBR), pencacah program (PC), dan register instruksi (IR).

Ada 4 register pada fetch yaitu :

1. Memory Address Register (MAR), Terkoneksi dengan address bus. MAR melakukan spesifikasi address untuk operasi baca atau tulis.
2. Memory Buffer Register (MBR), Terkoneksi dengan data bus. Menyimpan data untuk ditulis atau menyimpan data terakhir yang dibaca.
3. Program Counter (PC), Menyimpan address instruksi berikut yang akan di akses.
4. Instruction Register (IR), Menyimpan address instruksi terakhir yang diakses.

Fetch Sequence

1. Alamat instruksi dan selanjutnya ada di PC.
2. Alamat (MAR) ditempatkan di bus alamat.
3. Unit kontrol mengeluarkan perintah READ. 
4. Hasil (data dari memori) muncul di bus data. 
5. Data dari bus data disalin ke MBR.
6. Jika pada PC instruksi bertambah 1 (sejajar dengan pengambilan data dari memori). 
7. Data (instruksi) dipindahkan dari MBR ke IR.
8. MBR sekarang bebas untuk pengambilan data lebih lanjut.

Fetch Sequence (Simbol)

tx1: MAR <- (PC), Memindahkanisi PC ke MAR

tx2: MBR <- (memory), Memindahkan isi lokasi memori yang dispesifikasi MAR ke MBR

        PC <- (PC) +1,  Menambahkan 1 ke isi PC

tx3: IR <- (MBR), Menambahkan isi MBR ke IR

Aturan untuk pengelompokan siklus waktu (Rules for Clock Cycle Grouping)

•  Urutan yang baik harus mengikuti aturan berikut: MAR (PC) harus diikuti dengan MBR
• Harus menghindari terjadinya konflik, Tidak boleh melakukan pembacaan dan penulisan terhadap register yang sama dan pada waktu yg bersamaan, Aktifitas MBR (memory) & aktifitas IR  (MBR) tidak boleh dilakukan pada siklus yang bersamaan
• PC harus ditambahkan PC : (PC) +1 Menggunakan ALU, Mungkin diperlukan additional micro-operations

Indirect-Cycle (Siklus Tak Langsung)

    Siklus tidak langsung (Indirect Cycle) adalah eksekusi sebuah instruksi yang melibatkan sebuah operand atau lebih di dalam memori, yang masing-masing operand memerlukan akses memori. Pengambilan alamat-alamat tak langsung dapat dianggap sebagai sebuah subsiklus instruksi atau lebih. Penjelasan:

• N bit paling kanan pada MBR, yang berisi referensi alamat, dipindahkan ke MAR.

• Unit Kontrol meminta pembacaan memori, agar mendapatkan alamat operand yang diinginkan ke dalam MBR. 

• Siklus pengambilan dan siklus tak langsung cukup sederhana dan dapat diramalkan.

Berikut adalah penulisan siklus tidak langsung secara simbolik:

T1          : MAR ß  (IR (Alamat))

T2          : MBR ß Memory

T3          : IR (Alamat) ß (MBR (Alamat))

Interrupt Cycle 

    Interrupt adalah suatu permintaan khusus kepada mikroprosesor untuk melakukan sesuatu. Bila terjadi interupsi, maka komputer akan menghentikan dahulu apa yang sedang dikerjakannya dan melakukan apa yang diminta oleh yang meninterupsi.
    Pada IBM PC (Personal Computer) dan kompatibelnya disediakan 256 buah interupsi yang diberi nomor 0 sampai 255. Nomor interupsi 0 sampai 1 Fh disediakan oleh ROM BIOS, yaitu suatu IC (Integrated Circuit)  didalam komputer yang mengatur operasi dasar komputer. Jadi bila terjadi interupsi dengan nomor 0 sampai 1 Fh, maka secara default komputer akan beralih menuju ROM BIOS dan melaksanakan program yang terdapat disana. Program yang melayani suatu interupsi dinamakan Interrupt Handler.
Aliran Data Siklus Interupsi:
Isi PC, saat itu harus disimpan sehingga CPU dapat melanjutkan aktivitas normal terjadinya interupsi.

1.   Isi PC dipindahkan ke MBR untuk kemudian dituliskan ke dalam memori.

2.   Lokasi memori khusus yang dicadangkan untuk keperluan ini dimuatkan ke MAR dari unit kontrol (Control Unit).

3.   Lokasi ini berupa stack pointer.

4.   PC dimuatkan dengan alamat rutin interupsi.

5.   Akibatnya siklus interuksi berikutnya akan mulai mengambil interuksi yang sesuai.

Berikut adalah penulisan siklus Interupsi secara simbolik:

T1        : MBR ß (PC)

T2        : MAR ß Save_Address

                                            PC ß Routine_Address

T3        : Memory ß MBR

Execution-Cycle 

    Execution adalah proses dari CPU untuk mengerjakan instruksi yang sudah dijemput dari main memory dan sudah berada di IR register, Control Unit di CPU mengartikan instruksi tersebut, melaksanakan operasi yang harus dilakukan, seperti penjemputan/pengambilan data dari main memory, mengirim instruksi ke ALU untuk melakukan operasi aritmatika atau logika dan menyimpan hasil pengolahan kembali ke main memory. Sedangkan Execution sequence adalah proses atau langkah sebuah eksekusi program yang terjadi dan berlangsung pada sebuah sistem mikroprosesor.

Berikut adalah beberapa perintah dalam Execution Cycle:

1.     Penambahan (ADD)

ADD R1, X = Menambahkan isi lokasi X ke register R1

T1        : MAR (IR(Alamat))

T2        : MBR Memory

T3        :IR (R1) + (MBR)

2.     ISZ

Isi lokasi X ditambah dengan 1. Apabila hasilnya sama dengan Nol (0), maka instruksi berikutnya dilompati.

T1        :MAR (IR(Alamat))

T2  :MBR Memory

T3  :IR (MBR) + 1

T4  : Memory(MBR)

If (MBR=0) then (PC+1)

3.     BSA X

Merupakan alamat instruksi yang berada setelah instruksi BSA disimpan di lokasi X dan eksekusi dilanjutkan pada lokasi X + 1. Alamat yang disimpan akan digunakan kemudian untuk keperluan return.

T1        : MAR (IR(Alamat))

                                          MBR (PC)

T2        : PC(IR (Alamat))

                                           Memory (MBR)

T3        : PC(PC) + 1

Flowchart Instruction Cycle

Fungsional 

• Tentukan elemen dasar prosesor 
• Menjelaskan kinerja prosesor mikro- operasi 
• Menentukan fungsi yang harus dilakukan unit kontrol

Control Basic Elements of Processor 

1. ALU 
2. Registers 
3. Internal data pahs 
4. External data paths 
5. Control Unit 

Tipe Micro-operation 

• Transfer data antar register register 
• Transfer data dari register ke eksternal 
• Transfer data dari eksternal ke register 
• Lakukan operasi aritmatika atau logika

Control Signals

1. Clock/Pewaktuan, – Satu instruksi mikro (atau serangkaian instruksi mikro paralel) per clock cycle
2. Register instruction,opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan selama siklus eksekusi.
3. Flags, flags ini diperlukan oleh unit control untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU sebelumnya
4. Control Bus, Bagian bus control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyal-sinyal interupsi dan acknowledgement.

Model Control Unit

Organisasi Internal 

- Biasanya bus internal tunggal.

- Gerbang mengontrol pergerakan data ke dalam dan ke luar bus.

- Sinyal kontrol mengontrol transfer data ke dan dari bus sistem eksternal. 

- Register sementara diperlukan untuk pengoperasian ALU yang tepat.

CPU dengan BUS Internal

Intel 8085 CPU Block Diagram

Intel 8085 CPU Pin Configuration

Intel 8085 OUT Instruction Timing Diagram

Control Unit dengan Decoder Input

SOAL - SOAL

1. Kerja atau eksekusi terhadap data yang tersimpan pada register dan merupakan cara kerjanya dalam satu pulsa clock adalah pengertian dari

a. Proses Read dan write

b. Micro-Instruction

c. Interrupt dan Instruction

d. Micro Operation

e. Instruction

2. Yang termasuk dalam siklus didalam CPU adalah

a. Instruction

b. Read

c. Load

d. Write

e. Pipeline

3. Yang termasuk Implementasi Terprogram pada Clock adalah, kecuali

a. Urutan pulse yang berulang

b. Berguna untuk mengukur durasi micro-ops

c. Harus cukup lama untuk memungkinkan perambatan sinyal

d. Sinyal kontrol yang berbeda pada waktu yang berbeda dalam

siklus instruksi

e. Logika unik untuk setiap op-code

4. Karakteristik dari RISA yaitu …. 

a. Banyak instruksi per siklus

b. Address mode kompleks

c. Format Instruksi kompleks

d. Execute instruksi lebih cepat

e. Format instruksi sederhana

5. Eksekusi suatu instruksi dalam sebuah komputer mencakup pengeksekusian langkah-langkah kecil yang biasa disebut sebagai instruction cycle, yang terdiri dari

a. fetch cycle

b. execution cycle

c. indirect cycle

d. interrupt cycle (bisa enabled/disabled)

e. Operasi antara ALU dan I/O

Central Processing Unit

 ARSITEKTUR KOMPUTER ~ CPU

Pengertian CPU

    Central Processing Unit (CPU) adalah sirkuit elektronik di dalam komputer yang menjalankan instruksi yang membentuk program komputer. CPU melakukan operasi aritmatika, logika, pengendalian, dan input/output (I/O) dasar yang ditentukan oleh instruksi dalam program. Industri komputer menggunakan istilah "unit pemrosesan pusat" sejak tahun 1955.

Fungsi CPU

• Menjalankan program-program yang di simpan dalam memori utama dengan cara mengambil intruksi-intruksi, menguji intruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.
• Pandangan paling sederhana proses eksikusi program adalah dengan mengambil pengolahan intruksi dari 2 langkah, yaitu : operasi pembacaan intruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan (execute).

    CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan ketik, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.

Tugas CPU

1. Mengatur dan mengendalikan alat alat input dan output.
2. Mengambil instruksi instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama kalua diperlukan oleh proses.
4. Mengirim instruksi ke ALU ada perhitungan atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.
5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Struktur CPU

Komponen Internal CPU

Struktur Data Internal CPU

Komponen CPU

1. Unit Kontrol

    Unit kontrol adalah bagian yang mengatur jalannya program. Komponen ini tentu terdapat di seluruh CPU. CPU bertugas untuk mengontrol komputer sehingga akan terjadi sinkronisasi yang terjadi antara komponen yang bekerja dalam menjalankan suatu fungsi operasi. termasuk bentuk tanggung jawab unit kontrol adalah dengan mengambil perintah, instruksi serta memori utama untuk menentukan berbagai  jenis instruksi.

        Jika ada instruksi untuk aritmatika atau perbandingan logika, unit kontrol akan mengirim instruksi ke ALU. Hasil pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama untuk disimpan, dan waktu akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:

1. Mengatur dan mengontrol alat input (masukan) dan output (keluaran).
2. Mengambil instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika dan perbandingan logika, lalau mengawasi kerja dari ALU.
5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

2. Register

    Register merupakan sebuah alat penyimpanan berukuran kecil namun memiliki kecepatan proses cukup tinggi dengan fungsi untuk dapat bekerja menyimpan data atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat sedang di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.

3. Unit ALU

    Unit ALU memiliki fungsi sebagai sistem yang menjalankan operasi aritmetika serta operasi logika yang berdasar dari instruksi yang telah ditentukan. ALU sering disebut dengan bahasa mesin yang dikarenakan dalam bagian ini ALU terbagi menjadi dua bagian, arithmetika satuan serta kumpulan boolean unit logika, yang masing-masing dilengkapi spesifikasi pekerjaan sendiri.

    Tugas utama dari sistem ALU adalah melakukan seluruh perhitungan aritmatika yang terjadi berdasarkan perintah program. ALU melakukan operasi aritmatika dasar penjumlahan sehingga membentuk sirkuit elektronik yang akan digunakan disebut dengan adder.

    Tugas lain dari ALU ialah untuk menentukan keputusan operasi logika sesuai perintah program. Operasi logika yang meliputi perbandingan dua operand dengan cara menggunakan operator logika yang tertentu.

4. CPU Interconnections

    CPU Interconnections Adalah sebuah sistem koneksi serta bus yang akan menghubungkan komponen internal dari CPU, yaitu ALU, unit kontrol serta berbagai register-register dengan bus-bus eksternal CPU yang akan menghubungkan dengan system yang lainnya. Seperti dari memori utama, piranti masukkan serta keluaran.

Cara kerja CPU

    Input adalah proses dimana data eksternal dimasukkan ke dalam komputer. Hal ini terutama disediakan oleh perangkat input yang umum, seperti keyboard, mouse, scanner, atau modem. Setelah komputer menganalisis input, data yang kemudian diolah dan diubah menjadi output.
    Sebuah penyimpanan data komputer yakni memori, dan mengambil data yang dibutuhkan baik dari Read-Only Memory (ROM) atau Random Access Memory (RAM). ROM adalah memori permanen yang mempertahankan data bahkan ketika sistem dimatikan. RAM adalah memori sementara dan, karena itu, setiap data yang tersimpan akan dihapus saat sistem dimatikan. CPU menggunakan RAM untuk menyimpan dan mengambil data yang pada dasar dibutuhkan. Sebagai contoh, instruksi yang diperlukan untuk memulai sebuah program akan disimpan dan diambil dari RAM.
    Output adalah hasil akhir dari masukan data yang sudah diolah ke dalam sistem komputer. Hal ini mengacu pada proses dimana CPU mengirimkan data ke perangkat yang terpasang, seperti monitor, printer, atau bahkan program komputer yang menjalankan. Output data baik dapat disimpan sementara atau permanen, yang berarti komputer harus memiliki cara untuk mengisi data ini sambil proses sedang dilakukan.

Referensi

1. https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
2. https://www.nesabamedia.com/struktur-cpu/
3. https://www.mediainformasionline.com/2018/04/struktur-dan-fungsi-cpu.html

EXTERNAL MEMORY ARSITEKTUR KOMPUTER

 PENGERTIAN EKSTERNAL MEMORY

    Memory Eksternal adalah memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Dengan kata lain memory ini termasuk perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama.

    Memori eksternal mempunyai dua fungsi utama yaitu sebagai penyimpan permanen untuk membantu fungsi RAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan jangka panjang.

JENIS EXTERNAL MEMORY

Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu :

1.  DASD (Direct Access Storage Device) di mana ia mempunyai akses langsung terhadap data. Contoh : 
1. Magnetik (floppy disk, hard disk).
2. Removeable hard disk (Zip disk, Flash disk).
3. Optical Disk.  
2. SASD (Sequential Access Storage Device) : Akses data secara tidak langsung (berurutan), seperti pita magnetik. 

MAGNETIK DISK

    Magnetik Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi. Mekanisme baca/tulis menggunakan kepala baca atau tulis yang disebut head, merupakan komparan pengkonduksi (conducting coil). Desain fisiknya, head bersifat stasioner sedangkan piringan disk berputar sesuai kontrolnya.

    Terdapat dua metode layout data pada disk, yaitu constant angular velocity dan multiple zoned recording. Disk diorganisasi dalam bentuk cincin – cincin konsentris yang disebut track. Tiap track pada disk dipisahkan oleh gap. Fungsi gap untuk mencegah atau mengurangi kesalahan pembacaan maupun penulisan yang disebabkan melesetnya head atau karena interferensi medan magnet.

    Sejumlah bit yang sama akan menempati track – track yang tersedia. Semakin ke dalam disk maka kerapatan (density) disk akan bertambah besar. Data dikirim ke memori ini dalam bentuk blok, umumnya blok lebih kecil kapasitasnya daripada track. Blok – blok data disimpan dalam disk yang berukuran blok, yang disebut sector. Sehingga track biasanya terisi beberapa sector, umumnya 10 hingga 100 sector tiap tracknya.

MEKANISME MEMBACA DAN MENULIS

    Head harus bisa mengidentifikasi titik awal atau posisi – posisi sector maupun track. Caranya data yang disimpan akan diberi header data tambahan yang menginformasikan letak sector dan track suatu data. Tambahan header data ini hanya digunakan oleh sistem disk drive saja tanpa bisa diakses oleh pengguna. 

    Header data yang digunakan disk drive menemukan letak sector dan tracknya. Byte SYNCH adalah pola bit yang menandakan awal field data.

KARAKTERISTIK MAGNET DISK 

Karakteristik	Macam
Gerakan head	1. Fixed head (satu per track) 2. Movable head (satu per surface)
Portabilitas disk	1. Nonremovable disk 2. Removable disk
Sides	1. Single-sided 2. Double-sided
Platters	1. Single-platter 2. Multiple-platter
Mekanisme head	1. Contact (floppy) 2. Fixed gap 3. Aerodynamic gap (Winchester)

PERGERAKAN HEAD 

    Berdasarkan gerakan head, terdapat dua macam jenis yaitu head tetap (fixed head) dan head bergerak (movable head), Pada head tetap setiap track memiliki kepala head sendiri, sedangkan pada head bergerak, satu kepala head digunakan untuk beberapa track dalam satu muka disk. Mekanisme dalam head bergerak adalah lengan head bergerak menuju track yang diinginkan berdasarkan perintah dari disk drive-nya.

 PORTABILITAS DISK

    Karakteristik disk berdasar portabilitasnya dibagi menjadi disk yang tetap (nonremovable disk) dan disk yang dapat dipindah (removable disk). Keuntungan disk yang dapat dipindah atau diganti – ganti adalah tidak terbatas dengan kapasitas disk dan lebih fleksibel.  

    Karakteristik lainnya berdasarkan sides atau muka sisinya adalah satu sisi disk (single sides) dan dua muka disk (double sides). Kemudian berdasarkan jumlah piringannya (platters), dibagi menjadi satu piringan (single platter) dan banyak piringan (multiple platter).

MEKANISME HEAD

1.  Fixed Gap, Antara Piringan dengan Head dipisahkan oleh suatu jarak tertentu 
2. Contact,  Antara Piringan dengan Head tidak dipisahkan oleh sesuatu jarak tertentu,saling sentuh 
3.  Aerodynamic Gap ( Winchester ), Antara Piringan dengan Head dipisahkan oleh suatu jarak tertentu,tapi jarak tersebut berubah secara dinamis. 

FLOPPY DISK

    Media untuk mendistribusikan software maupun pertukaran data. Solusinya ditemukannya disket atau floppy disk oleh IBM. Karakteristik disket adalah head menyentuh permukaan disk saat membaca ataupun menulis. Hal ini menyebabkan disket tidak tahan lama dan sering rusak. Untuk mengurangi kerusakan atau aus pada disket, dibuat mekanisme penarikan head dan menghentikan rotasi disk ketika head tidak melakukan operasi baca dan tulis. Namun akibatnya waktu akses disket cukup lama.

HARDDISK

    Harddisk adalah sebuah komponen perangkat keras yang menyimpan data sekunder dan berisi piringan magnetis. Harddisk diciptakan pertama kali oleh insinyur IBM, Reynold Johnson di tahun 1952.

     IDE DISK (Harddisk) 

    Saat IBM menggembangkan PC XT, menggunakan sebuah hardisk Seagate 10 MB untuk menyimpan program maupun data. Harddisk ini memiliki 4 head, 306 silinder dan 17 sektor per track, dicontrol oleh pengontrol disk Xebec pada sebuah kartu plug-in. 

    Teknologi yang berkembang pesat menjadikan pengontrol disk yang sebelumnya terpisah menjadi satu paket terintegrasi, diawali dengan teknologi drive IDE (Integrated Drive Electronics) pada tengah tahun 980. 

    Teknologi saat itu IDE hanya mampu menangani disk berkapasitas maksimal 528 MB dan mengontrol 2 disk. 

    IDE berkembang menjadi EIDE (Extended Integrated Drive Electronics) mampu menangani harddisk lebih dari 528 MB dan mendukung pengalamatan LBA (Logical Block Addressing), yaitu metode pangalamatan yang hanya memberi nomer pada sektor – sektor mulai dari 0 hingga maksimal.

    Metode ini mengharuskan pengontrol mampu mengkonversi alamat–alamat LBA menjadi alamat head, sektor dan silinder.

    Peningkatan kinerja lainnya adalah kecepatan tranfer yang lebih tinggi, mampu mengontrol 4 disk, mampu mengontrol drive CD-ROM.

 SCSI DISK (Harddisk)

    Disk SCSI (Small Computer System Interface) mirip dengan IDE dalam organisasi pengalamatannya. 

    Perbedaan pada piranti antarmukanya yang mampu mentransfer data dalam kecepatan tinggi. 

    Kecepatan transfernya tinggi, merupakan standar bagi komputer UNIX dari Sun Microsystem, HP, SGI, Machintos, Intel terutama komputer – komputer server jaringan, dan vendor–vendor lainnya. 

    SCSI sebenarnya lebih dari sekedar piranti antarmuka harddisk. 

    SCSI adalah sebuah bus karena mampu sebagai pengontrol hingga 7 peralatan seperti: harddisk, CD ROM, rekorder CD, scanner dan peralatan lainnya. Masing–masing peralatan memiliki ID unik sebagai media pengenalan oleh SCSI.

WAKTU AKSES DISK 

1. Seek time: Waktu yang dibutuhkan untuk memposisikan head pada track. 
2. Rotational Latency: Waktu yang dibutuhkan sektor untuk mencapai head. 
3. Access Time: Seek + Latency time. 

RAID (Redudancy Array of Independent Disk) 

    RAID (Redundancy Array of Independent Disk) merupakan organisasi disk memori yang mampu menangani beberapa disk dengan sistem akses paralel dan redudansi ditambahkan untuk meningkatkan reliabilitas.Kerja paralel menghasilkan resultan kecepatan disk yang lebih cepat.

    Teknologi database sangat penting dalam model disk ini karena pengontrol disk harus mendistribusikan data pada sejumlah disk dan juga pembacaan kembali.

Karakteristik umum disk RAID :

• RAID adalah sekumpulan disk drive yang dianggap sebagai sistem tunggal disk. 

• Data didistribusikan ke drive fisik array. 

• Kapasitas redudant disk digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yang menjamin recoveribility data ketika terjadi masalah atau kegagalan disk. 

    RAID Tingkat 0 

• Sebenarnya bukan RAID, karena tidak menggunakan redudansi dalam meningkatkan kinerjanya.

• Data didistribusikan pada seluruh disk secara array merupakan keuntungan dari pada menggunakan satu disk berkapasitas besar. 

• RAID-0 menjadi model data strip pada disk dengan suatu management tertentu hingga data sistem data dianggap tersimpan pada suatu disk logik. 

• Mekanisme transfer data dalam satu sektor sekaligus sehingga hanya baik untuk menangani transfer data besar. 

    RAID Tingkat 1

• Redundansi diperoleh dengan cara menduplikasi seluruh data pada disk mirror-nya 

• Seperti RAID-0,RAID-1 juga menggunakan teknologi stripping 

• Perbedaannya adalah dalam tingkat 1 setiap strip logik dipetakan ke dua disk yang secara logika terpisah sehingga setiap disk pada array akan memiliki mirror disk yang berisi data yang sama 

• RAID-1 mahal 

• RAID-1 memiliki kinerja 2 kali lipat dibandingkan RAID-0 pada operasi baca 

• RAID-1 masih bekerja berdasarkan sektor 

• Keuntungan RAID-1

     Permintaan pembacaan dapat dilayani oleh salah satu disk karena ada dua disk berisi data yang sama, tergantung waktu akses yang tercepat, Permintaan penyimpanan dilakukan pada dua disk secara paralel, Terdapat back up data dalam disk mirror-nya.

    RAID Tingkat 2

• RAID-2 menggunakan teknik akses paralel untuk semua disk. 

• Seluruh disk berpartisipasi dan mengeksekusi setiap permintaan sehingga terdapat mekanisme sinkronisasi perputaran disk dan headnya. 

• Teknologi stripping digunakan dalam tingkat ini, hanya stripnya berukuran kecil (word/byte). 

• Koreksi kesalahan menggunakan sistem bit paritas dengan kode hamming.

    RAID Tingkat 3

• RAID-3 hanya membutuhkan disk redudant tunggal dan tidak bergantung pada jumlah array.

• Bit paritas dikomputasikan untuk setiap data word dan ditulis pada disk paritas khusus.

• Saat terjadi kegagalan drive, data disusun kembali dari sisa data yang masih baik dan dari informasi paritasnya.

• Menggunakan akses paralel dengan data didistribusikan dalam bentuk strip-strip kecil.

• Kinerjanya menghasilkan transfer berkecepatan tinggi, namun hanya dapat mengeksekusi sebuah permintaan I/O saja sehingga kalau digunakan pada lingkungan transaksi data tinggi terjadi penurunan kinerja.

    RAID Tingkat 4

• Menggunakan teknik akses yang independen untuk setiap disknya sehingga permintaan baca atau tulis dilakukan secara paralel.

• RAID ini cocok untuk menangani sistem dengan kelajuan transfer data yang tinggi.

• Tidak memerlukan sinkronisasi disk.

• Stripping data dalam ukuran yang besar.

• Strip paritas bit per bit dihitung ke seluruh strip yang berkaitan pada setiap disk data.

• Paritas disimpan pada disk paritas khusus.

• Saat operasi penulisan array management software tidak hanya meng-update data tetapi juga paritas yang terkait. 

• Disk paritas khusus menjadikan keamanan data lebih terjamin tetapi memperlambat kinerja.

    RAID Tingkat 5

• Menggunakan metode penghitungan dua paritas untuk alasan keakuratan dan antisipasi terhadap koreksi kesalahan.

• Paritas tersimpan pada disk lainnya.

• Memiliki kecepatan transfer yang tinggi. 

OPTICAL MEMORY

    Dikembangkan oleh Philip dan Sony pada tahun 1980, CD merupakan disk yang tidak dapat di hapus yang dapat menyimpan lebih dari 60 menit informasi audio pada salah satu sisinya, CD mampu menyimpan data dalam jumlah besar menjadikannya media penyimpan yang fleksibel digunakan diberbagai peralatan seperti komputer, kamera video, MP 3 player dan lain-lain.

    CD ROM

Baik CD Audio maupun CD ROM menggunakan teknologi yang sama. 

Perbedaan utamanya adalah CD ROM player lebih kasar dan memiliki perangkat error correcting untuk menjamin bahwa data di transfer dengan benar dari disk ke komputer. 

Disk terbuat dari resin, seperti polycarbonate, dan di lapisi dengan permukaan yang sangat reflektif, biasanya alumunium.

Informasi yang di rekam secara digital di terbitkan sebagai sekumpulan lobang-lubang mikroskopik pada permukaan yang reflektif. 

Hal ini di lakukan pertama-tama dengan menggunakan laser berintensitas tinggi yang di fokuskan dengan teliti untuk membuat master disk. 

Permukaan yang berlubang disk salinan di lindungi dari debu dan gesekan dengan lapisan bening. 

Informasi di lacak dengan laser berintensitas rendah yang di tempatkan di dalam optical disk player atau drive unit.

Laser menyinari lapisan pelindung yang bening sementara motor memutar disk. 

Intensitas sinar laser yang direfleksikan akan berubah jika mengenai lubang-lubang tersebut. 

Perubahan ini akan dideteksi oleh fotosensor dan di konversikan menjadi signal digital.

KEUNTUNGAN CD ROM

1. Kapasitas informasinya jauh lebih besar dibandingkan dengan disk magnetik. 
2. Disk optik bersama-sama dengan datanya dapat di perbanyak dengan biaya murah.
3. Disk optik dapat dengan mudah di pindah-pindah.

Kekurangan CD ROM

1. CD ROM hanya dapat di baca saja.
2. CD ROM mempunyai akses yang lebih lama di bandingkan disk magnetik (lebih lama ½ detik).

WORM (write once read many)

    Pada WORM disiapkan sebuah disk sedemikian rupa sehingga disk tersebut dapat di tulisi sekali dengan menggunakan sinar laser berintensitas sedang. Dengan menggunakan kontroller disk yang harganya lebih mahal dibandingkan dengan CD ROM, pelanggan dapat menulis sekali dan juga membaca disk.

Pita Magnetik 

    Mengunakan sistem disk pada pembacaan dan penulisan. Medianya pita mylar lentur yang di lapisi dengan oksida magnet. Pita dan drive pita merupakan analog terhadap sistem tape recorder yang sering di gunakan dirumah - rumah.

Disk Optik Yang Dapat Dihapus

Disk dapat berulang-ulang ditulisi Keuntungannya : 

1. Berkapasitas besar (650 MB/disk).
2. Portabilitas dapat di pindahkan dari drive-nya.
3. Reliabilitas dan tahan lama. 
4. Disk dapat dibaca dan ditulisi berulang-ulang.

DISK Disk Masa Depan 

1. Format DVD.  
2. Format High Definition DVD. 
3. Format Blue Ray.

Sekian Terimakasih.