KARAKTERISTIK SISTEM MEMORI

NAMA               : IRFA ELINA KARIM
NPM                   : 14113469
KELAS               : 2KA27
DOSEN              : KUNTO BAYU A, ST
MATA KULIAH  : PENG. ORG. & ARSISTEK KOMPUTER


 SISTEM MEMORI

          Sistem Memori ( Memori ) adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh insruksi (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. 

1. Karakteristik sistem-sistem memori secara umum:
a. Lokasi
• CPU

Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor) dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU. Memori ini disebut register.

• Internal (main)

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 (secondary)

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.

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

b. Satuan Transfer
Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Konsep satuan transfer adalah :
• Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
• 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.

c. Metode Akses
Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, yaitu sebagai berikut.:
• 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.

a. 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)

a. Tipe Fisik
Ada dua tipe fisik memori, yaitu :
• Memori semikonduktor
Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.
• Memori permukaan magnetik
Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

b. Karakteristik Fisik
Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:
• 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.

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 :

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 system. 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 :

ü Virus tidak dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan didalam Bios tersebut.

ü 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 :

ü 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 exel atau lotus akan menyimpang bila tanggal, bulan, dan tahun dari.

• 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 :

ü Dapat di upgrade atau di modifikasi sebagian atau keseluruhan isi dari program Bios tersebut sesusi dengan keinginan kita.

ü Dapat di backup atau di buat cadangannya, bila suatu saat master dari Bios tersebut rusak atau programnya sebagian atau keseluruhannya terhapus.

Kelemahannya :

ü Virus dapat merusak sebagian atau keseluruhan isi dari program yang tersimpan didalam Bios tersebut.

ü 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.

B. Memori Read / Write

Memori Read/Write dapat diklasifikasikan menurut sifat pengoperasiannya adalah :

a. Sifat Fisik

Statis dan Dinamis

Ø Static RAM (SRAM)
• Untuk setiap word apabila telah ditulis tidak perlu lagi dialamatkan atau dimanipulasi untuk menyimpan nilainya.
• Tidak perlu penyegaran
• Dibentuk dari flip-flop yang nmeggunakan arus kecil untuk memelihara logikanya.
• Digunakan untuk register CPU dan peralatan penyimpanan berkecepatan tinggi.
• Merupakan sirkuit memori semikonduktor yang cepat dan mahal.
Ø Dynamic RAM (DRAM)
• Dibentuk dari kapasitor (peralatan yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik) dan transistor
• Menggunakan sirkuit pembangkit
• Waktu siklusnya 2 kali access time (waktu access baca) yaitu waktu yang dibutuhkan untuk memanggil kembali data dari peralatan.
• Perlu penyegaran
Volatil dan Non-Volatil
Ø Memori Volatile
Membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya. Contoh : RAM Static dan Dynamic
Ø Memori Non Volatile
Tidak membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya.
Contoh : ROM
Read Destruktif lawan Read Non-Destruktif
Ø Memori Read Destruktif
• Apabila dalam proses membaca word memori tersebut juga menghancurkan nilainnya.
• Mempunyai 2 fase operasi yaitu read cycle dan restore cycle
• Selama akses baca system penyimpan pertama kali akan membaca word dan selama akses tulis system penyimpanan pertama kali akan membaca word, yang mengakibatkan waku akses baca akan lebih pendek daripada waktu tulis. Contoh : DRAM
Ø Memori Read Non-Destruktif
• Dalam proses membaca word, memori tersebut tidak dapat dihancurkan.
• Contohnya : SRAM dan ROM
Removable dan Permanenan
Ø Memori Removable
• Memori yang elemen aktifnya dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : disket.
Ø Memori Non Removable
• Memori yang elemen aktifnya tidak dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : RAM dan hard disk
b. Organisasi Logis
• Teralamatkan (addressed)
Memori yang menggunakan alamat untuk menentukan sel yang dibaca dan ditulis.
• Asosiatif
Memori yang menggunakan isi dari bagian word untuk menentukan sel yang dibaca atau ditulis
• Akses Urut
Memori yang menggunakan piya magnetis untuk mengakses data secara urut.

PUNCHED CARD

Punch card, kartu IBM, atau kartu Hollerith adalah selembar kertas kaku yang berisi baik perintah untuk mengendalikan mesin otomatis atau data untuk aplikasi pengolahan data. Kedua perintah dan data diwakili oleh ada atau tidak adanya lubang di posisi yang telah ditentukan. Sekarang usang sebagai media perekam, Punch card secara luas digunakan di seluruh abad ke-19 untuk mengendalikan tekstil tenun dan di akhir abad 19 dan awal abad ke-20 untuk mengendalikan organ lapang dan instrumen terkait. Kartu menekan digunakan melalui sebagian besar abad ke-20 dalam apa yang dikenal sebagai industri pengolahan data; penggunaan catatan mesin Unit, diatur dalam sistem pengolahan data, untuk input data, pengolahan, dan penyimpanan. komputer digital awal digunakan Punch card, sering dibuat dengan menggunakan mesin keypunch, sebagai media utama untuk masukan dari kedua program komputer dan data . Pada 2012, beberapa mesin voting masih menggunakan Punch card untuk merekam data

sumber :
http://riafebrian.blogspot.com/2010/05/sistem-memory-dan-chace.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Punched_Card