Arsitektur Komputer
Dua element utama pd sistem komputer konvensional:
♦ Memory
♦ Processor
Klasifikasi Arsitektur komputer (Michael Flynn),
berdasarkan karakteristiknya termasuk banyaknya
processor, banyaknya program yang dapat dieksekusi dan
struktur memori:
Single Intruction Stream, Single Data Stream (SISD)
Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu
dan menjemput atau menyimpan data satu persatu
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
1
Page 2
Single Instruction Stream Multiple Data Stream
(SIMD)
Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal
instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses
Multiple Instruction Stream, Single Data Stream
(MISD)
Mengeksekusi beberapa program yang berbeda terhadap
data yang sama.
Ada dua kategori:
1. Mesin dengan Unit pemroses berbeda dengan
instruksi yang berbeda dengan data yang sama
(sampai sekarang tidak ada mesin yang seperti ini)
2. Mesin, dimana data akan mengalir ke elemen
pemroses serial
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
2
Page 3
Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream
(MISD)
Juga disebut multiprocessors, dimana lebih dari satu proses
dapat dieksekusi berikut terhadap dengan datanya masing-
masing
Arsitektur Paralel
Dalam taksonomi arsitektur paralel ada dua keluarga
arsitektur paralel yang banyak diterapkan adalah: SIMD
dan MIMD, dimana untuk mesin yang murni MISD tidak
ada.
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
3
Page 4
Arsitektur SIMD
Mesin SIMD secara umum mempunyai karakteristik sbb:
♦ Mendistribusi proses ke sejumlah besar hardware
♦ Beroperasi terhadap berbagai elemen data yang
berbeda
♦ Melaksanakan komputasi yang sama terhadap
semua elemen data
Peningkatan kecepatan pada SIMD proporsional dengan
jumlah hardware (elemen pemroses) yang tersedia.
Sebagai perbandingan, pada gambar dibawah, untuk sistem
SISD (a), X1, X2, X3, dan X4 merepresentasikan blok
instruksi, setelah mengeksekusi X1, tergantung dari nilai X,
X3 atau X2 dieksekusi kemudian X4. Pada sistem SIMD,
beberapa aliran data ada yang memenuhi X=? dan ada yang
tidak, maka beberapa elemen akan melakukan X3 dan yang
lain akan melakukan X2 setelah itu semua elemen akan
melakukan X4.
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
4
Page 5
Array Element pemroses atau biasa disebut Processor
Array dapat berbeda satu sama lain berdasarkan:
♦ Struktur elemen pemroses
♦ Struktur unit kontrol
♦ Struktur memori
♦ Topologi interkoneksi
♦ Struktur input/output
Struktur umum dari 16 elemen pemroses dan unit kontrol
tunggal dapat dilihat pada gambar berikut
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
5
Page 6
Contoh komputer SIMD termasuk: ILLIAC IV, MPP,
DAP, CM-2, MasPar MP-1, dan MasPar MP-2.
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
6
Page 7
Tiga arsitektur pemroses array yang berbeda dapat dilihat
pada gambar berikut.
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
7
Page 8
MasPar MP-1
Dua bagian utama dalam arsitektur MasPar yaitu:
1. MasPar Front End (DEC3100 WS dgn ULTRIX)
2. Data Parallel Unit (DPU)
♦ Array Control Unit (ACU)
♦ Processor Element Array (PE Array) (64X64 =4096
PEs)
Array Control Unit (ACU) melaksanakan dua tugas:
1. Eksekusi instruksi trehadap data singular
2. Secara simultan memberi instruksi yang beroperasi
pada data paralel untuk tiap PE
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
8
Page 9
Arsitektur MISD
Prosesor pipeline adalah prosesor MISD yang bekerja
berdasarkan prinsip pipelining. Pada pipeline proses
dapat dibagi menjadi beberapa tahap dan beberapa
proses dapat dilaksanakan secara simultan.
Pada gambar dibawah dapat dilihat perbedaan proses
serial dengan pipeline
Waktu eksekusi lebih cepat dibandingkan dengan
proses serial.
Prinsip pipelining dapat digunakan pada dua level yang
berbeda:
Pipeline unit aritmatika
Pipeline unit kontrol
Seperti terlihat pada gambar dibawah:
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
9
Page 10
Operasi pipeline dapat dilaksanakan secara siklus yaitu
cyclic pipeline, dimana dapat dibagi dalam 5 tahap:
Operasi baca (dari shared memories)
•
•
•
•
•
Operasi transfer (memori ke elemen pemroses)
Operasi eksekusi (di elemen pemroses)
Operasi transfer (elemen pemroses ke memori)
Operasi simpan (di shared memories)
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
10
Page 11
Secara umum, prinsip pipeline dapat diterapkan pada
beberbagai level, seperti:
Level instruksi (unit pemrosesan instruksi)
•
•
•
Level subsystem (unit aritmatika pipeline)
Level system (level hardware/software)
Secara umum arsitektur pipeline dapat dilihat pada
gambar dibawah ini
CDC Star 100
CPU terdiri dari dua unit aritmatika floating point pipeline
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
11
Page 12
Systolic Array Processor
Merupakan arsitektur array pipeline multidimensional yang
dirancang untuk mengimplementasikan fixed algorithm.
Array systolic dibentuk dengan jaringan unit fungsional
yang secara lokal terkoneksi. Array dapat beroperasi secara
sinkronus dengan multidimensional pipelining.
Dengan beberapa topologi array systolic seperti pada
gambar berikut.
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
12
Page 13
Arsitektur MIMD
Sistem MIMD merupakan sistem multiprocessing atau
multicomputer dimana tiap prosesor mempunyai unit
kontrol dan program sendiri. Karakteristiknya:
Proses didistribusikan ke beberapa prosesor independent
•
•
•
•
Berbagi sumbar daya, termasuk memori, processor
Operasi tiap processor secara independent dan simultan
Tiap processor menjalankan programnya sendiri
Komputer MIMD: sistem tightly coupled (global memory)
dan loosely coupled (local memory).
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
13
Page 14
Intel iPSC Machines
Sistem iPSC terdiri dari: 1, 2 atau 4 unit komputesi (cube)
dan prosesor host (cube manager). Cube merupakan
processing nodes yang terinterkoneksi hypercube yang
mempunyai memori dan prosesor sendiri.
Contoh: iPSC/1 terdiri dari 32 nodes, cube manager dan 16
Mbytes memory unshared. Tiap node mempunyai arsitektur
seperti pada gambar berikut:
Symmetry Machine
SM dapat memperkejakan 30 processor, dimana merupakan
contoh UMA MIMD (tightly coupled)
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
14
Page 15
Carnegie-Mellon Multi-Mini_Processor (C.mmp)
Processor dikelompokkan ke dalam cluster local dan
diorganisasikan kedalam struktur tree dan berkoneksi lewat
Inter-Cluster Buses. Seperti terlihat pada gambar dibawah.
Arsitektur Hibrid SIMD-MIMD
Arsitektur hibrid SIMD-MIMD adalah sistem pemrosesan
paralel dengan struktur yang dapat diubah sebagai satu atau
lebih arsitektur SIMD dan /atau MIMD independen dengan
ukuran yang bervariasi.
Ada tiga kategori utama arsitektur SIMD-MIMD:
1. PASM: Partionable SIMD-MIMD systems
2. VLIW: Very Long Instruction Word systems
3. MSIMD: Multiple SIMD systems
Arsitektur PASM
Arsitektur PASM dikembangkan unutk image processing.
Komponen dasar arsitektur ini dapat dilihat pada gambar
berikut.
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
15
Page 16
System Control Unit bertanggung jawab terhadap
penjadualan proses, alokasi sumber daya, modus
paralelisme, dan koordinasi keseluruhan.
Microcontrollers mengontrol aktivitas, dimana masing-
masing memiliki microprocessor dan dua unit memori
untuk melaksanakan loading memori dan komputasi.
Microprocessors melaksanakan komputasi SIMD dan
MIMD.
Memory modules digunakan untuk penyimpanan data
dalam modus SIMD dan penyimpanan kedua data dan
instruksi pada modus MIMD
Arsitektur VLIW
Elemen pemroses dibawah kontrol terpusat, tetapi
individual elemen pemroses dapat melaksanakan operasi
berbeda pada data yang berbeda. Instruksi yang sangat
panjang pelaksanaannya dapat dilakukan secara paralel.
Pengolahan Paralel – Ar-Komp
16
Page 17
Arsitektur Aliran Data
Pada arsitektur aliran data, operasi dapat dilaksanakan
dengan memperbolehkan instruksi dilaksanakan segera
setelah operand dan sumber daya komputasinya tersedia.
Bila data untuk beberapa instruksi datang secara
berbarengan maka instruksi dapat dieksekusi secara paralel.
Arsitektur aliran data dibagi menjadi tiga kategori yagn
berbeda:
1. Arsitektur statis; dapat mengevaluasi hanya satu graf
program
2. Arsitektur statis yang dapat di rekonfigurasi ulang;
mempunyai beberapa processor dimana interkoneksi
logika antar processor dibuat setelah program diload,
maka koneksi ini harus ditentukan pada saat kompilasi
dan program yang diload tetap selama eksekusi
3. Arsitektur Dinamis; arsitektur ini mengijinkan program
untuk dievaluasi secara dinamis, koneksi logika antar
processor dapat berubah selama eksekusi berlangsun

Uraian Hasil Praktikum Modul 1 (Membangun Jaringan Ethernet Hop Tunggal Dengan Protokol TCP/IP)

Uraian Hasil Praktikum Modul 1 (Membangun Jaringan Ethernet Hop Tunggal Dengan Protokol TCP/IP)

Syarat terjadi komunikasi data dalam suatu jaringan komuter ialah harus adanya media transmisi, adapun media transmisi itu ada 2 yaitu kabel dan wireless (tanpa kabel). Yang akan dibahas kali ini yaitu media transmisi kabel dengan jenis UTP (Unshielded Twisted Pair). Untuk menghubungkan kabel UTP, terdiri dari empat pasang kabel yang dipilin, dengan Ethernet Card digunakan sebuah modul Registered Jack (RJ) yang bernama RJ-45. Jack ini memiliki delapan buah pin sesuai dengan jumlah kabel UTP. Penomoran pin RJ-45 dilakukan dengan cara memegangnya pada posisi terlentang dan nomor pin dimulai dari kiri. Dengan penomoran pin pada Ethernet Card akan mengirim sinyal (Tx) pada pin nomor 1 dan 2, menerima sinyal pada pin nomor 3 dan 6. Sedangkan penomoran pin pada Switch / hub yaitu kebalikan dari Ethernet Card yaitu mengirim pada pin nomor 3 dan 6, menerima pada pin nomor 1 dan 2. Standar pengkabelan dari EIA / TIA ada dua yaitu Standar 568A dan Standar 568B. Dimana dengan acuan standar tersebut dapat dibuat dua tipe kabel UTP yaitu:
1.UTP Cross Cable : Ujung satu menggunakan Standar 568A dan ujung yang lain menggunakan standar 568B atau sebaliknya. Konfigurasi kabel tipe Cross digunakan untuk menghubungkan 2 komputer atau lebih secara langsung tanpa perantara Switch.
2.UTP Stright Cable : Ujung satu menggunakan Standar 568A dan ujung yang lainpun menggunakan standar 568A atau ujung satu 568B dan ujung yang lainpun 568B. Konfigurasi kabel tipe Stright digunakan untuk menghubungkan 2 komputer atau lebih melalui perantara Switch.
Setelah sebuah jaringan terbentuk, maka selanjutnya perlu dilakukan konfigurasi IP address ( alamat yang diberikan pada jaringan komputer). IP address terdiri dari empat byte dan ditulis sebagai bilangan dengan empat desimal yang dipisahkan oleh titik. IP address terdiri dari dua bagian yaitu network ID dan host ID, dimana network ID menetukan alamat jaringan computer dan host ID menentukan alamat host (komputer, router, switch). Cara konfigurasi IP address pada mesin windows yaitu :

- Aktifkan Control Panel > Netwoek Conection
- Pada Local Area Conection klik kanan > properties akan muncul jendela Local Area Conection Properties.
- Klik Internet Protokol (TCP/IP) > klik tombol properties
- Isikan parameter jaringan, kemudian klik OK

Verifikasi parameter jaringan pada mesin windows yaitu sbb:
- masuk ke command prompt
- ketikan perintah ipconfig/all
- perhatikan hasil keluaran, apakah setting telah sesuai yang diiginkan.

Untuk melakukan testing koneksi jaringan dapat dilakukan dengan cara tes ping menggunakan command prompt, yaitu dengan mengetikan ping lalu masukan IP adressnya. contoh: ping 192.168.10.1 jika koneksi jaringan terhubung / connect, maka akan muncul keluaran Reply from 192.168.10.1 (IP address yang dituju) : bytes = 32 time <1ms TTL = 128.
IP address antara komputer 1 dengan yang lainnya (dalam sebuah jaringan) haruslah berbeda, bagian yang harus sama adalah bagian network ID dan yang harus beda adalah host ID. Jika host ID nya sama maka koneksi tidak akan terhubung (dalam test ping command promt muncul keluaran Destination host unreachable).

PERTANYAAN dan TUGAS

ARP merupakan singkatan dari Address Resolution Protocol yaitu salah satu anggota dari kumpulan protokol TCP/IP, yang berada pada tingkatan layer 2 menurut OSI. ARP bertugas menerjemahkan pengalamatan dari nomor IP (IP Address) menjadi MAC (Media Access Control). Perlu diketahui bahwa komunikasi jaringan pada tingkat bawah sekali menggunakan pengalamatan MAC, yaitu alamat fisik sebuah alat (Network Interface Card = Card LAN), yang telah diberikan oleh pabrik. Nomor ini unik dan tidak akan sama (seharusnya), karena setiap pabrik sudah memiliki jatah kode nomor. Jadi meski dalam TCP/IP, yang namanya nomor IP adalah sangat penting, tapi MAC tetap dibutuhkan untuk pengiriman antar peralatan jaringan. Berikut merupakan cara kerja ARP :
• Saat komputer pertama dinyalakan dan gabung dengan jaringan, dia hanya tau alamat IP dan nomor MAC milik dirinya sendiri. Misal komputer ini diberi nama komputer A.
• Ketika ada komputer yang bicara dengan komputer yang lain, komputer A juga ikut mendapat paket yang dikirimkan ke komputer lain tersebut, meski paket itu bukan untuk dirinya. Ini adalah sifat dari jaringan Ethernet.
• Setelah paket dibuka, disitu ada data pengirim paket yang berisi nomor IP dan MAC. Data tersebut lalu disimpan oleh komputer A kedalam daftar tabel MAC miliknya.
• Dalam paket tersebut juga ada data penerima, yang terdiri dari nomor IP dan MAC si penerima. Data tersebut juga disimpan.
• Begitu seterusnya, jadi meski komputer A diam saja, dia bisa tau banyak tentang siapa saja yang ada di jaringan ini, meski tidak semua.
• Ketika komputer A mau mengirim data ke suatu nomor IP, maka dia harus tau alamat MAC komputer yang akan ditujunya.
• Jika dalam daftar MAC miliknya terdapat nomor IP komputer tujuan, maka dia dapat langsung mengambil data tersebut.
• Tapi jika tidak ada, maka komputer A melakukan broadcasting (pengumuman), perihal menanyakan nomor IP yang akan dituju, MAC-nya berapa?
• Jika ada yang sudah kenal dengan komputer A, maka diam saja. Tapi bagi yang belum, harus mencatat data si komputer A (IP + MAC).
• Bagi komputer yang merasa dicari oleh si komputer A, maka harus mengkonfirmasikan bahwa IP dan MAC miliknya
• Jawaban itu didengarkan oleh semua anggota jaringan.
• Jika ada yang sudah kenal si komputer penjawab, maka diam saja. Tapi bagi yang belum, harus mencatat jawaban tadi kedalam daftar MAC masing-masing.

Dengan penjelasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa cara kerja ARP disini yaitu menentukan hardware address (nomor MAC) suatu host dengan IP tertentu. Hal ini bertujuan agar setiap komputer yang tergabung dalam sebuah jaringan dapat memiliki / menyimpan daftar MAC semua komputer dan tentu saja hal ini mempermudah dalam akses transfer data.
Subnet-mask itu adalah metode untuk menghilangkan atau menopengi jatah network address dan IP Address. IP address itu sendiri terdiri dari dua bagian yaitu network id dan host id, jadi fungsi dari subnet-mask ini untuk menentukan sebatas mana network dan berapa host yang bisa digunakan pada network tersebut.
Karena komputer hanya mengerti 0 dan 1, atau bilangan biner maka subnet-mask itu di bentuk menggunakan bilangan biner. Subnet-mask terdiri dari 4 byte dan karena 1 byte = 8 bit, maka subnet-mask tersebut terdiri dari 32 bit.
bentuk subnet-mask yang di baca oleh komputer ialah seperti ini 11111111.11111111.11111111.11111111, karena manusia akan repot jika membaca biner, akhirnya komputer meng-konversi-nya ke bilangan desimal ketika akan di tampilkan ke user, jadi hasil bilangan biner yang di atas setelah dikonversikan ke desimal adalah 255.255.255.255.

Referensi :
- Diktat Jaringan Komputer
- Modul Praktikum Jaringan Komputer
- www.salmanfarisi.net/blog/?page_id=12 - 38k
- www.BengkelProgram.com