Pipelining dan RISC

           ·         Pipelining

Pipelining adalah suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersamaan tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara berlanjut pada unit pemrosesan. Dengan cara ini, maka unit pemroses akan selalu bekerja.
Teknik pipelining ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistem komputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijalankan oleh microprocessor.

Teknik pipelining yang diterapkan pada microprocessor, dapat dikatakan sebuah arsitektur khusus. Ada perbedaan khusus antara model microprocessor yang tidak menggunakan arsitektur pipeline dengan microprocessor yang menerapkan teknik ini, yaitu :

1.  Pada microprocessor yang tidak menggunakan pipeline satu instruksi dilakukan sampai selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan.

2.   Pada microprocessor yang menggunakan teknik pipeline, ketika satu instruksi sedangkan diproses, maka instruksi yang berikutnya juga dapat diproses dalam waktu yang bersamaan. Tetapi, instruksi yang diproses secara bersamaan ini, ada dalam tahap proses yang berbeda. Jadi, ada sejumlah tahapan yang akan dilewati oleh sebuah instruksi.

·         Prosedur vektor pipelining

Sering kali pipelining instruksi digunakan untuk meningkatkan kinerja. Sebagian besar instruksi merupakan operasi dari register ke register, dan sebuah siklus instruksi memiliki dua buah fase berikut :
• I : Instruction Fetch (Pengambilan Instruksi)
• E : Execute (Eksekusi). Melakukan operasi ALU dengan input dan output register.

Bagi operasi-operasi load dan store, diperlukan tiga buah fase :
• I : Instruction Fetch
• E : Execute. Menghitung Alamat Memori
• D : Memory. Operasi register ke memori atau dari memori ke register.

Pipelining berasumsi bahwa instruksi berurutan pada suatu program beruntun akan tumpang-tindih pelaksanaan, seperti yang ditunjukkan oleh diagram yang di atas ( vertikal ‘ i’ instruksi, horisontal ‘ t’ waktu). CPU yang paling canggih dijalankan oleh clock. CPU berisi logika dan flip flop. Ketika clock jalan, flip flop mengambil nilai yang baru dan logika kemudian memerlukan masa waktu untuk memecahkan kode nilai-nilai yang baru itu. Kemudian pulsa clock yang berikutnya jalan dan flip flop mengambil nilai-nilai baru itu, dan begitu seterusnya. Dengan patahan logika ke dalam potongan lebih kecil dan memasukkan/menyisipkan flip flop antar potongan logika, penundaan sebelum/di depan logika memberi keluaran sah dikurangi. Dengan cara ini periode clock dapat dikurangi. Sebagai contoh, RISC saluran diterobos lima langkah-langkah dengan satu set flip flop antar langkah masing-masing.

Di dalam perhitungan, suatu saluran adalah satu set unsur-unsur pengolahan data menghubungkan secara urut, sedemikian sehingga keluaran satu unsur adalah masukan yang berikutnya. Unsur-Unsur suatu saluran adalah sering dieksekusi yang paralel atau di dalam pertunjukan time-sliced; di dalam beberapa kasus, jumlah penyangga atau bantalan gudang/penyimpanan adalah sering dimasuki/disisipi antar unsur-unsur.

·         Reduce Instruction Set Computer (RISC)

RICS singkatan dari Reduced Instruction Set Computer. Merupakan bagian dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi untuk mengeset istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya. arsitektur RISC memiliki beberapa karakteristik diantaranya :

• Siklus mesin ditentukan oleh waktu yang digunakan untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan operasi ALU, dan menyimpan hasil operasinya kedalam register, dengan demikian instruksi mesin RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi secepat mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC. Dengan menggunakan instruksi sederhana atau instruksi satu siklus hanya dibutuhkan satu mikrokode atau tidak sama sekali, instruksi mesin dapat dihardwired. Instruksi seperti itu akan dieksekusi lebih cepat dibanding yang sejenis pada yang lain karena tidak perlu mengakses penyimapanan kontrol mikroprogram saat eksekusi instruksi berlangsung.

• Operasi berbentuk dari register-ke register yang hanya terdiri dari operasi load dan store yang mengakses memori . Fitur rancangan ini menyederhanakan set instruksi sehingga menyederhanakan pula unit control. Keuntungan lainnya memungkinkan optimasi pemakaian register sehingga operand yang sering diakses akan tetap ada di penyimpan berkecepatan tinggi. Penekanan pada operasi register ke register merupakan hal yang unik bagi perancangan RISC.

• Penggunaan mode pengalamatan sederhana, hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register. Beberapa mode tambahan seperti pergeseran dan pe-relatif dapat dimasukkan selain itu banyak mode kompleks dapat disintesis pada perangkat lunak dibanding yang sederhana, selain dapat menyederhanakan sel instruksi dan unit kontrol.

• Penggunaan format-format instruksi sederhana, panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang word. Fitur ini memiliki beberapa kelebihan karena dengan menggunakan field yang tetap pendekodean opcode dan pengaksesan operand register dapat dilakukan secara bersama-sama

Prosesor Paralel

·         Jaringan interkoneksi

Pemrosesan Paralel yaitu pengolahan informasi yang menekankan pada manipulasi data-data elemen secara simultan, untuk mempercepat komputasi dari sistem komputer dan menambah jumlah keluaran yang dapat dihasilkan dalam jangka waktu tertentu. Komputer Paralel yaitu komputer yang memiliki kemampuan untuk melakukan pengolahan paralel.Untuk melakukan perhitungan komputasi dengan menggunakan 2 atau lebih CPU/Processor dalam suatu komputer yang sama atau komputer yang berbeda dimana dalam hal ini setiap instruksi dibagi kedalam beberapa instruksi kemudian dikirim ke processor yang terlibat komputasi dan dilakukan secara bersamaan disebut dengan Parallel komputasi. Software yang bertugas untuk pembagian proses komputasi digunakan Message Parsing Interface (MPI).

Ada dua teknik yang berbeda untuk mengakses data di unit memori, yaitu shared memory address dan message passing. Berdasarkan cara mengorganisasikan memori ini komputer paralel dibedakan menjadi shared memory parallel machine dan distributed memory parallel machine. Prosesor dan memori ini didalam mesin paralel dapat dihubungkan (interkoneksi) secara statis maupun dinamis. Interkoneksi statis umumnya digunakan oleh distributed memory system (sistem memori terdistribusi). Interkoneksi dinamis umumnya menggunakan switch untuk menghubungkan antar prosesor dan memori.

·         Mesin SIMD

SIMD merupakan salah satu bentuk dari paralel sinkron yang memproses satu instruksi dengan banyak prosesor elemen pada waktu yang sama. Data diproses oleh masing-masing elemen pemroses yang berbeda dari satu prosesor ke prosesor lainnya. Sehingga satu program dan satu kontrol unit bekerja secara bersamaan pada kumpulan data yang berbeda Untuk memproses datasecara efisien, SIMD membuat pengaturan proses menjadi dua phase, yaitu :

1.    Memilah dan mendistribusikan data (data partitioning and distribution)

2.    Memproses data secara paralel (data paralel prosesing)

Cara terbaik dalam menggunakan SIMD adalah dengan mencocokan banyaknya permasalahan dengan banyaknya prosesor paralel SIMD sering diidentikan sebagai permasalahan paralel yang sederhana, padahal tidaklah benar karena paradigma SIMD sangat berguna dalam menyelesaikan permasalahan yang memiliki beberapa data yang perlu diperbaharui secara serempak. Khususnyas angat berguna untuk  perhitungan numerik biasa seperti perhitungan matrix dan vektor

·         Mesin MIMD

MIMD berarti banyak prosesor yang dapat mengeksekusi instruksi dan data yang berbeda-beda secara bersamaan. Secara umum MIMD digunakan ketika banyak permasalahan heterogen yang harus diselesaikan pada waktu yang sama. MIMD sangat baik digunakan untuk menyelesaikan permasalahan yang besar, sebab melebihi data dan kontrol yang harus dilewatkan dari task ke task. ciri mendasar dari sistem MIMD, yaitu :

1.    Kelemahan pada sentralisasi dan mekanisme sistem sinkron secara umum

2. Penggeneralisasian task yang heterogen yang dioperasikan secara bersamaan, contohnya dalam memproses operasi yang berbeda dengan data berbeda dan dalam jangka waktu yang berbeda pula.

Sumber :

http://windhu.wordpress.com/2009/07/09/pipelining-pada-processor/

http://irfranskusmarna.wordpress.com/2010/08/01/risc-cisc-pipelining/

http://hackwary.blogspot.com/2012/01/pipelining-dan-risc.html

http://nofreesblog.blogspot.com/2012/03/mengenal-kinerja-komputasi-dengan.html

Input/Output Unit

 ·        Sistem Bus

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

·        Standar Input/Output Interface

Interface atau antarmuka adalah Penghubung antara dua sistem atau alat media penghubung antara satu subsistem dengan subsistem lainnya. Melalui penghubung ini memungkinkan sumber daya mengalir dari satu subsistem ke subsistem yang lainnya. Keluaran (output) dari suatu subsistem akan menjadi masukan (input) untuk subsistem lainnya dengan melalui penghubung.

Interface aplikasi Input / Output melibatkan abstraksi, enkapsulasi, dan software layering. Abstraksi dilakukan dengan membagi-bagi detail peralatan-peralatan Input / Output ke dalam kelas-kelas yang lebih umum. Dengan adanya kelas-kelas yang umum ini, maka akan lebih mudah untuk membuat fungsi-fungsi standar(interface) untuk mengaksesnya. Lalu kemudian adanya device driver pada masing-masing peralatan Input / Output, berfungsi untuk enkapsulasi perbedaan-perbedaan yang ada dari masing-masing anggota kelas-kelas yang umum tadi. Device driver mengenkapsulasi tiap -tiap peralatan Input / Output ke dalam masing-masing 1 kelas yang umum tadi(interface standar). Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari subsistem Input / Output pada kernel. Karena hal ini, subsistem Input / Output dapat bersifat independen dari hardware.

Karena subsistem Input / Output independen dari hardware maka hal ini akan sangat menguntungkan dari segi pengembangan hardware. Tidak perlu menunggu vendor sistem operasi untuk mengeluarkan support code untuk hardware-hardware baru yang akan dikeluarkan oleh vendor hardware.

·        Pengaksesan Peralatan Input/Output

Input / Output tergantung pada perspektif mengubah sinyal-sinyal bahwa pengguna manusia bisa melihat atau membaca. Untuk pengguna proses membaca atau melihat representasi ini adalah menerima masukan. Interaksi antara komputer dan manusia dipelajari dalam bidang yang disebut interaksi manusia-komputer. CPU dan memori utama dianggap sebagai otak dari komputer, dan dari sudut pandang adanya transfer informasi dari atau ke kombinasi itu, misalnya untuk atau dari disk drive, dianggap Input / Output. CPU dan sirkuit pendukungnya menyediakan memori-mapping Input / Output yang digunakan dalam pemrograman komputer tingkat rendah dalam pelaksanaan driver perangkat. Sebuah Input / Output merupakan salah satu algoritma yang dirancang untuk mengeksploitasi lokalitas dan melakukan efisien bila berada pada penyimpanan data sekunder, seperti disk drive.

Input / Output Interface diperlukan setiap kali Input / Output device didorong oleh prosesor. Antarmuka harus memiliki logika yang diperlukan untuk menafsirkan perangkat alamat yang dihasilkan oleh prosesor. Handshaking harus dilaksanakan oleh antarmuka menggunakan perintah yang sesuai seperti (Sibuk, SIAP, WAIT), dan prosesor dapat berkomunikasi denganInput / Output device melalui antarmuka. Khusus Input / Output monad, yang memungkinkan program untuk hanya menguraikan Input / Output, dan tindakan yang dilakukan diluar program. Hal ini penting karena Input / Output fungsi akan memperkenalkan efek samping untuk setiap bahasa pemrograman, tapi sekarang pemrograman fungsional murni praktis. Berikut alamat yang dapat disimpan dalam register. Instruksi akan memiliki register yang memiliki alamat tersebut. Jadi untuk mengambil data, instruksi harus mendaftar didekode sesuai dipilih. Isi register akan diperlakukan sebagai alamat menggunakan alamat lokasi memori yang sesuai dipilih dan data dibaca / ditulis. Port-mapping Input / Output biasanya memerlukan penggunaan instruksi yang secara khusus dirancang untuk melakukan Input / Output operasi.

Arsitektur Set Instruksi

Set Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction Set Architecture (ISA) didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram.Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada). ISA merupakan sebuah spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulanopcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain.

•  Jenis-jenis Instruksi

Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register. Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.

Jenis-jenis intruksi operasi-operasi yang dilakukan teutama untuk data di register CPU yaitu :

1.     Data Processing/Pengolahan Data : instruksi-instruksi aritmetika dan logika.

2.     Data Storage/Penyimpanan Data : instruksi-instruksi memori.

3.     Data Movement/Perpindahan Data : instruksi I/O.

4.     Control/Kontrol : instruksi pemeriksaan dan percabangan.

 Instruksi aritmetika (arithmetic instruction) memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika (logic instruction) beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan terutama dilakukan untuk data di register CPU. Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindahkan data yang terdapat di memori dan register. Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.

Evolusi Arsitektur Komputer

Di antara demikian banyak pemahaman tentang arsitektur, arsitektur dikenal juga sebagai suatu tradisi yang berkembang. Dari waktu ke waktu wajah arsitektur selalu mengalami perubahan. Hal-hal yang mempengaruhi perkembangan dan pengembangan arsitektur tidak hanya berupa keadaan eksternal, tetapi juga keadaan internal. Disini kita membahas mengenai evolusi arsitektur pada komputer. Arsitektur dari komputer sendiri merupakan suatu susunan rancangan dari komputer tersebut sehingga membentuk suatu kesatuan yang dinamakan komputer. Komputer sendiri berevolusi dengan cepat mulai dari generasi pertama hingga sekarang. Evolusi sendiri didasarkan pada fungsi atau kegunaanya dalam kehidupan. Evolusi pada komputer sendiri ada karena keinginan atau hal yang dibutuhkan manusia itu sendiri. Sekarang ini komputer sudah dapat melakaukan perintah yang sulit sekalipun tidak seperti dulu yang hanya bisa melakukan yang sederhana saja. Itulah yang dinamakan evolusi arsitektur yaitu perubahan bentuk juga fungsi dan kemampuannya.

•  Klasifikasi Arsitektur Komputer

Pada komputer terdapat berbagai klasifikasinya dalam hal apapun. Setiap komputer tentunya memilik klasifikasi masing-masing. Disini membahas mengenai klasifikasi arsitekturnya menurut Von Neumann dan Non Von Neumann.

Kriteria mesin Von Neumann :

1.    Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan  

sebuah  I/O system

2.    Merupakan stored-program computer

3.    Menjalankan instruksi secara berurutan

4.     Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU

Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitektur komputer berdasarkan sifatnya yaitu :

1.    Jumlah prosesor

2.    Jumlah program yang dapat dijalankan

3.     Struktur memori

Menurut Flyyn ada 4 klasifikasi komputer :

1.    SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream)

Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu.

2.    SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream)

Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses.

3.    MISD (Multiple Instruction Stream, Single Data Stream)

Mengeksekusi beberapa program yang berbeda terhadap data yang sama

4.    MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream)

Juga disebut multiprocessors, dimana lebih dari satu proses dapat dieksekusi berikut terhadap dengan datanya masing-masing

Peran Kelompok Masyarakat, Perkembangan, dan Hal Menarik dari Kawasan Pasar Tanah Abang

Kelompok penjual pakaian wanita

Pasar Grosir Tanah Abang – Jakarta merupakan pasar tekstil terbesar dan terkenal di Asia Tenggara. Pembangunan pusat perbelanjaan ini diikuti pula tumbuhnya area-area penjualan bagi pedagang yang dilakukan oleh masyarakat di sekitamya. Fenomena munculnya area penjualan menyebabkan penguasaan penguasaan lahan untuk berdagang. Akhimya berbentuk tata letak area yang dibuat oleh pedagang membentuk kelompok-kelompok pedagang. Keragaman jenis barang dagangan dan sistem ketertarikan antara pedagang juga menyebabkan terbentuknya kelompok pedagang. Jalan KH. Mas Mansyur merupakan nama jalan yang berada di depan pasar grosir Tanah Abang - Jakarta. Dengan keramian pengujung yang akan mencapai lokasi pasar pasti menggunakan ruang sepanjang ruas jalan ini atau yang terkanal dengan koridor jalan KH. Mas Mansyur. Pemanfaatan ruang di koridor ini untuk kegiatan perdagangan maupun untuk aktivitas lain yang dilakukan oleh masyarakat. Kemunculan kegiatan dan aktivitas yang dilakukan menghasilkan tata letak yang merefleksikan pola-pola pemakaian ruang usaha yang menghasilkan bentuk dan susunan fisik dan sosial kehidupan usaha dan kehidupan sosial. Fenomana kegiatan perdagangan di depan pasar grosir Tanah Abang sepanjang koridor KH. Mas Masyur tumbuh kelompok-kelompok pedagang baik dari jenis barang maupun adanya kesamaan kepentingan antara pedagang. Pada arah koridor ini banyak didominasi oleh tempat-tempat jasa pengiriman. Sehingga trotoar dan sisi tepi jalan dikuasai oleh kegiatan dan aktivitas bongkar muat jasa paket dari atau ke pasar grosir Tanah Abang. Banyak barang-barang paket dengan kemasan karung diletakkan di sepanjang koridor ini. Di area ini juga disisipi oleh pedagang makanan dan minuman sebagai tempat makan dan minum oleh para pekerja jasa paket. Dari sini lah terlihat peran kelompok masyarakat antara kelompok pedagang makanan/minuman dengan kelompok para pekerja jasa paket. Dimana para pedaganagan dapat menjual dagangannya dan para pekerja jasa paket dapat terbantu sebagai tempat beristirahat sambil makan/minuman.

Lingkungan di Sekitar Pasar Tanah Abang

Gambar 4.1. parkiran di bahu jalan

Gambar 4.2. parkiran disekitar pasar

Gambar 4.3. parkiran di ruas jalan Pasar Tanah Abang

Pasar Tanah Abang merupakan pusat grosir pakaian terbesar se Asia Tenggara. Tak heran bila tempat ini selalu dipadatai para pembeli dari berbagai daerah di Indonesia mau pun berasal dari luar negeri. Dari pagi hingga sore hari pasar ini tidak ada kata sepi untuk transaksi jual beli yang dilakukan para pedagang di pasar tersebut. Hal yang pertama kali anda lihat saat anda datang ke Pasar Tanah Abang adalah ramai, padat pengunjung, dan macet. Macet keadaan ini dikarenakan lahan parkir yang dikelolah pasar tersebut belum maksimal dalam penataan lahan parkir. Sehingga para pengunjung yang datang  ke Pasar Tanah Abang yang memakai kendaraan khususnya kendaraan beroda dua sulit memarkirkan kendaraannya. Akhirnya para pengunjung Pasar Tanah tersebut memakai bahu jalan di area gedung Pasar Tanah Abang sebagai lahan parkir. Inilah yang menyebakan macetnya sejumlah jalan yang menuju ke Pasar Tanah Abang karena sebagian ruas jalan dipakai untuk lahan parkir.

Kuli Panggul Pasar Tanah Abang

Gambar 3.1. kuli panggul Pasar Tanah Abang

Beberapa waktu yang lalu saya dengan teman – teman kuliah datang ke Pasar Tanah Abang untuk tugas mata kuliah Ilmu Budaya Dasar. Saat saya datang ke Pasar Tanah Abang saya sempat mewancarai beberapa kuli panggul Pasar Tanah Abang yang sedang beristirahat. Salah satunya adalah Pak Maman ia seorang kuli panggul Pasar Tanah Abang. Kemudian saya bertanya mengenai perkerjaannya sebagai kuli panggul di Pasar Tanah Abang. Dia bercerita sebelum menjadi kuli panggul dia berkerja sebagai petani dikampung. Awalnya dia tertarik bekerja di kota dari temannya yang bekerja di kota. Kemudian dia memutuskan untuk mencari pekerjaan lain di kota, menurut dia bekerja di kota lebih menjanjikan akan penghasilan ekonomi yang lebih besar. Dia pun bekerja di kota diajak oleh temannya, sebagai kuli bangunan.