ORGANISASI dan ARSITEKTUR KOMPUTER: INTERNAL MEMORY

Pengertian Memori

Memori atau yang disebut sebagai memori fisik ataupun memori internal adalah media yang menyimpan data atau informasi sementara pada komputer . Memori merupakan komponen yang penting didalam suatu komputer yang berada didalam CPU (Central Processing Unit). Memori ini akan menyimpan setiap program dan data yang diproses oleh prosesor.

Adapun data atau informasi yang disimpan didalam memori ini bersifat sementara karena data hanya akan tersimpan selama komputer menyala atau hidup. Jadi, ketika komputer dimatikan maka data yang disimpan di memori akan hilang. Oleh karena itulah, sebelum Anda mematikan komputer, simpanlah semua data Anda kedalam media penyimpanan permanen (tetap) di media penyimpanan berbasis disk seperti hard disk dan floopy disk.

Cara Kerja Memori

Memori berbentuk seperti sel yang terdiri dari sepotong kecil informasi. Informasi didalam memori dapat berupa data ataupun instruksi kepada komputer untuk melakukan sesuatu. Data didalam memori dapat menjadi suatu perintah untuk keadaan tertentu. Informasi disimpan didalam memori sebagai angka biner. Nah, informasi yang masih belum berbentuk biner nantinya akan di-encoded (diuraikan) oleh instruksi-instruksi yang akan memecahkannya menjadi urutan angka.

Instruksi pemecahan informasi yang lebih kompleks dapat digunakan untuk menyimpan suara, gambar, video dan beragam informasi lainnya. Nah, informasi yang disimpan dalam satu sel itulah yang disebut sebagai byte. Memori bisa ditulis dan dihapus berulang kali sesuai dengan penggunaannya.

Setiap alamat dari lokasi memori dituliskan dalam bilangan heksadesimal (basis 16). Kemudian, CPU akan melacak lokasi tersebut lalu membaca dan menulis data. Adapun, transistor dan kapasitor didalam chip memori, diatur dalam bentuk baris dan juga kolom. Memori internal komputer yang paling umum adalah RAM (Random Access Memory) yang mampu menyimpan data sementara secara optimal dikarenakan dapat mengambil dan menyimpan data dengan lebih cepat.

Penyimpan data sementara pada memori internal membutuhkan aliran listrik artinya komputer haruslah menyala. Ketika komputer mati maka data pun menghilang. Apa yang terjadi saat komputer dihidupkan? Nah, saat komputer dinyalakan, beban BIOS (Basic Input Output System) dari ROM (Read – Only Memory), dan kontroler memori, mengecek semua alamat memori guna memastikan tidak ada error di dalamnya.

Pada proses ini, BIOS akan menyediakan informasi dasar tentang perangkat penyimpanan, susunan boot, dan juga komponen lainnya. Kemuidan, sistem operasi akan dimuat dari hard drive ke sistem RAM sehingga memungkinkan CPU untuk mempunyai akses langsung ke sistem operasi. Jadi, setiap aplikasi yang dijalankan pada komputer akan dimuat ke dalam RAM. Dengan adanya memori komputer, maka proses transfer data dapat menjadi lebih cepat.

Memori internal komputer bekerja dengan melibatkan proses yang saling berhubungan diantara RAM dan ROM dengan CPU (Central Processing Unit) sebagai mediatornya. Beberapa orang menambahkan RAM tambahan kedalam komputernya agar komputernya dapat bekerja lebih baik dan lebih cepat sehingga mampu mendukung pekerjaan mereka.

Memory pada sistem komputer dapat dibedakna menjadi :

1. Internal memory

2. Eksternal memory

Memory digunakan untuk menyimpan data atau program yang akan diproses oleh processor. Berdasarkan sifat dari data tersebut yang berhubungan dengan pemrosesan maka dapat di katagorikan :

1. Data yang sedang diproses

2. Data yang akan diproses

3. Data yang belum diproses

INTERNAL MEMORY

Memory Internal adalah Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Fungsi dari memori utama sendiri adalah :

1. Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses.

2. Menyimpan daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran Menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder.

Karakter Sistem Memori

Karakteristik memori terbagi atas beberapa bagian yaitu

Tiga konsep Unit of Transfer yang saling berhubungan bagi internal memori :

1. Word

Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan dan panjang instruksi.

2. Addressable Units

Pada sejumlah sistem, addressable unit adalah word. Namum terdapat

sistem yang mengijinkan pengalamatan pada tingkat byte.

3. Unit of Transfer

Satuan ini merupakan jumlah bit yang dibaca atau yang dituliskan kedalam memory pada suatu saat. Satuan transfer tidak perlu sama dengan word atau addressable unit. Bagi external memory seringkali data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word dan hal ini dikenal sebagai block.

Memori Internal

1.  Hierarkhi Memory

adalah sebuah pedoman yang dilakukan oleh para perancang demi menyetarakan kapasitas, waktu akses, dan harga memori untuk tiap bitnya. Secara umum, hierarki memori terdapat dua macam yakni hierarki memori tradisional dan hierarki memori kontemporer.

Spektrum dari teknologi didalam sistem memory :

• Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga perbit

• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga perbit

• Semakin besar kapasitas, semakin lama waktu akses

jika kita bergerak turun dari atas ke bawah maka akan didapat :

• Penurunan harga perbit

• Peningkatan kapasitas

• Peningkatan waktu akses ( waktu akses yang semakin lama )

• Penurunan frekwensi akses memory oleh CPU

jika kita bergerak turun dari atas ke bawah maka akan didapat :

• Penurunan harga perbit

• Peningkatan kapasitas

• Peningkatan waktu akses ( waktu akses yang semakin lama )

• Penurunan frekwensi akses memory oleh CPU

Memori pada sistem komputer dapat dibedakan menjadi :

1. Main Memory, disebut juga Internal Memory , contoh: RAM)

2. Secondary Memory ,disebut juga External Memory, contoh Hard Disk, RAID, Magnetic Tape dsb.)

Berdasarkan Lokasinya , ada 3 jenis memori :

1. Processor Memory (contoh: register)

2. Main Memory (contoh: RAM)

3. External Memory (contoh: Hard Disk, RAID , CD-ROM, Tape) Berdasarkan Fisik ,ada 3 Jenis Memori:

1. Semiconductor Memory contoh:RAM,ROM,EEPROM, FLASH.

2. Magnetic Memory

contoh: Hard Disk ,Disket, Magnetic Tape

3. Optical Memory

contoh: CD/R , CD/RW, DVD

2. Tipe tipe memory Semikonduktor

1. RAM (Random Access Memory )

Pengertian RAM (Random Access Memory) adalah suatu hardware di dalam komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara (memori) dan berbagai instruksi program.

Isi RAM dapat diakses secara acak atau tidak tergantung pengaturan tata letaknya. Data di dalam RAM dapat hilang ketika komputer dinon-aktifkan atau daya listrik ke power supply dicabut dari perangkat.

Kapasitas RAM di dalam suatu komputer berpengaruh pada tingkat kecepatan proses data atau loading di komputer tersebut. Sehingga proses penyimpanan data, membuka data, dan menjalankan program, akan semakin cepat sesuai besarnya RAM komputer tersebut.

Fungsi RAM

Seperti yang disebutkan pada pengertian RAM di atas, fungsi RAM secara umum adalah untuk membaca dan menyimpan data. Berikut penjelasannya:

• Static RAM SRAM,struktur terbuat dari komponen Transistor Bipolar

• Dinamic RAM DRAM ,struktur terbuat dari komponen Capacitor

2. ROM ( Read Only Memory )

• Mask ROM programmed by factory

• PROM ( Programmable ROM ) programmed by user

- Erasable PROM ( EPROM ) → UV Light ; Chip

- Level. Electrically Erasable PROM → Electrical ; Byte Level.

-  Flash ROM → Electrical ; Block Level.

A.  Random Access Memory (RAM)

Merupakan memory Baca Tulis dimana isi dari RAM dapat diupdate setiap saat dan bersifat volatile serta digunakan data / instruksi selama pemrosesan berlangsung.

Dinamic RAM :

• Terbuat dari bahan kapasitif

• Memerlukan daya operasional yang relatif kecil ➢ Kerapatan perkeping

IC yang besar

• Memerlukan rangkaian Refresh

Harga lebih murah

• Effisien untuk sistem sistem besar

Kecepatan proses yang relatif lambat dibanding RAM Statis

  Static RAM :

• Terbuat dari sistem transistor bipolar

• Memerlukan daya operasional yang relatif besar

• Tidak memerlukan rangkaian Refresh, karena sifat dari transistor.

• Kerapatan perkeping IC yang sedikit ( kecil )

• Harga lebih mahal

• Kecepatan proses yang tinggi

Effisien untuk sistem sistem kecil dan sistem yang memerlukan kecepatan pemrosesan yang tinggi.

Static RAM :

• Terbuat dari sistem transistor bipolar

• Memerlukan daya operasional yang relatif besar

• Tidak memerlukan rangkaian Refresh, karena sifat dari transistor.

• Kerapatan perkeping IC yang sedikit ( kecil )

• Harga lebih mahal

• Kecepatan proses yang tinggi

• Effisien untuk sistem sistem kecil dan sistem yang memerlukan kecepatan pemrosesan yang tinggi.

Ada 4 Metoda Akses

Memori

1.  Metoda Sequential Access

• Akses data dilakukan secara berurutan , seperti pada pita magnetik.

• Akses Data sangat lambat, karena data yang akan di akses diurut secara serial satu demi satu.

• Contoh: Magnetic Tape Back Up Cartridge.

2. Metoda Direct Access

• Akses Data dilakukan secara langsung, berdasarkan posisi track dan sector.

• Akses Data relatif lebih cepat, dibanding Sequential Access.

• Contoh : Hard Disk , Floppy Disk (disket)

3. Metoda Random Access

• Akses Data dilakukan dengan bantuan rangkaian Address Decoder

• Address Decoder akan menghasilkan alamat data yang akan diakses

• Akses Data Cepat , lebih cepat daripada Direct Access

• Contoh: RAM (= random access memory)

4. Metoda Associative Access

• Akses Data dilakukan dengan cara “compare” , yaitu membandingkan “isi” data yang dicari dengan “key”-nya, bukan berdasarkan alamat data

• Jika “matched” maka data yang dicari ditemukan

• Akses Data sangat Cepat , contoh: Cache Memory

Karakteristik Fisik dari Memori

1. Volatile > < Non-Volatile

Volatile :

• Listrik mati, Data hilang

• Penyimpanan dalam memori jenis ini tidak-permanent

• Contoh: RAM (EDO-RAM, SDRAM, DDRAM)

Non-Volatile :

• Listrik Mati, Data Tidak Hilang

• Penyimpanan dalam memori jenis ini bersifat-permanent

• Contoh: EPROM, EEPROM, Flash Memory

1. Erasable >< Non-Erasable

Erasable : Data dapat dihapus , untuk kemudian bisa diisi ulang Contoh:

1. EPROM (= Erasable Programmable Read Only Memory) dihapus dgn sinar Ultra Violet

2. EEPROM (=Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) dihapus dgn listrik

3. FLASH Memory dihapus dgn listrik

Non Erasable : Data tidak dapat lagi dihapus , media ini “mono-use” sekali pakai , Salah isi data, berarti harus dibuang, ganti media yang baru lagi

Contoh: ROM (Read Only Memory) , PROM (Programmable ROM)

B.  Read Only Memory

ROM adalah memory yang berisi program yang bersifat tetap / tidak berubah sepanjang sistem yang digunakan memungkinkan.

Aplikasi penting dari ROM meliputi :

• Microprogramming

• Library subroutine bagi fungsi – fungsi yang sering diperlukan

• Program program sistem

• Tabel tabel fungsi

Sebelum operasi dari sistem komputer diaktifkan maka isi dari ROM akan di-load terlebih dahulu ke dalam RAM →POST ( Power On Self

Test )

Permasalahan yang ada pada sistem ROM :

• Langkah penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi

• Tidak boleh terjadi kesalahan sekecil apapun. Apabila ternyata dijumpai kesalahan pada satu bitnya maka ROM tersebut tidak dapat

digunakan.

Untuk mengatasi hal tersebut diatas maka dibuatlah ROM yang dapat diprogram dan dihapus seperti halnya RAM.

Tiga macam Read mostly memory :

• EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory )

• EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read Only Memory )

• Flash ROM / Flash Memory

• ROM (Read Only Memory) merupakan jenis memori yang sangat berbeda dengan RAM. Pada ROM data bersifat permanen, tidak bisa diubah dimana ini menguntungkan untuk penyimpanan data yang permanen. Namun terdapat kerugian yaitu jika terdapat kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan –penyisipan.

• PROM (Programmable ROM) merupakan jenis memori non-volatile yang terbagi atas tiga macam yaitu EPROM, EEPROM dan flash memory. EEPROM electrically erasable programmable read only memory.

• Jenis memori yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. EEPROM menggabungkan kelebihan non-volatile dengan fleksibilitas dapat di-update.

SEL MEMORI

1. Elemen terkecil dari memori disebut Memory Cell (= sel memori)

2. Elemen Memori mampu menyimpan 1 bit data , yaitu bit “1” atau bit “0”

3. Elemen memori dibangun dari sebuah“Flip Flop”yang tak lain merupakan sebuah bistable multivibrator.

4. Elemen memori berifat Read / Write, artinya data di dalam elemen memori tersebut bisa dibaca,dan sebaliknya kedalam elemen memori tersebut bisa di simpan sebuah data baru.

Ada 3 jenis Sinyal dalam sebuah sel memori

1. R/W signal, sebagai sinyal pengendali proses baca tulis

2. Select Signal, sebagai sinyal untuk memilih alamat sel

3. Data IN / OUT signal, yaitu merupakan data dari sel memori tersebut