Mikroelektronika

Mikroelektronika

            Mikroelektronika secara harfiah berarti “elektronika kecil.”Sejak awal elektronika digital dan indiustri computer,terdapat trend yang kuat dan konsisten ke arah pengurangan ukuran rangkaian elektronika digital.Sebelum membahas implikasi dan keuntungan-keuntungan dari trend ini,kita perlu mengetahui sifat elektronika digital.Pembahasan lebbih terperinci dapat ditemukan pada lampiran A.

            Unsur-unsur dasar sebuah computer digital,seperti yang telah diketahui,harus bias melakukan penyimpanan,pemindahan,pengolahan,dan fungsi-fungsi control.Hanya 2 jenis kompoonen pokok yang diperlukan,gerbang logika dan sel memori.Sebuah gerbang logika adalah suatu perangkat yang mengimplementasikan suatu Boolean atau fungsi logika yang sederhana,seperti JIKA A DAN B ADALAH BENAR MAKA C ADALAH BENAR(gerbang logika AND).Perangkat tersebut disebut gerbang logika sebab perangkat-perangkat tersebut mengontrol alairan data yang hamper sama dengan yagn dilakukan oleh gerbang saluranSel memori adalah perangkat yang dapat menyimpan satu bit data,yaitu perangkat dapat berbeda pada salah satu dari dua keadaan stabil pada saat tertentu.Dengan kesaling terhubungan sejumlah besar perangkt pokok ini,kita dapat membangun sebuah computer.Kita dapat mengubungkan hal ini dengan empat fungsi dasar berikut:

·        Penyimpanan data:dilakukan oleh sel-sel memori.

·        Pengolahan data:dilakukan oleh gerbang-gerbang logika.

·        Pemindahan data:lintasan antara komponen digunakan untuk memindahkan data dari memori ke memori lainya.

·        Kontrol:lintasan antara komponen dapat membawa sinyal control.

Jadi,sebuah computer terdiri dari gerbang logika,sel memori,dan interkoneksi antara unsure-unsur tersebut.gerbang logika dan sel memori,pada giliranya,dibangun oleh komponen-komponen elektronika digital sederhana.

Synchronous DRAM

Synchronous DRAM

      Salah satu yang paling digunakan secara luas bentuk DRAM adadalah synchronous DRAM(SDRAM).Tidak sama dengan DRAM yang tradisional,yang asynchronous,SDRAM menukar data dengan prosesor yang disamakan ke sinyal pewaktu eksternal dan bekerja pada kecepatan prnuh dari prosesor/bus dalam keadaan menunggu yang lama.

      Pada DRAM secara umum,hadirnya alamat prosesor dan peningkatan kontrol memori,menunjukan bahwa satu set data pada lokasi tertentu dalam memori manapun harus dibaca dari atau di tulis ke dalam SDRAM.Setelah masa penundaan,waktu akses,DRAM baik tulis maupun baca data.Selama penundaan waktu akses,DRAM melakukan berbagai  fungsi internal,seperti mengaktifkan kapasitas tinggi dari saluran-saluran baris dan kolom,pendekteksian data,dan mengluarkan data ke luar melalui buffer output.Prosesor harus menunggu sebentar melalui penundaan ini,kinerja system menjadi lambat.

      Dengan Synchronous akses,DRAM memindahkan data keluar masuk di bawah control pewaktu system.Prosesor atau master lain mengelaurkan instruksi dan informasi alamat yang dikancing oleh DRAM.DRAM kemudian menanggapinya setelah perangkat jumlah siklus pewaktu.Sementara itu,master dapat dengan aman melakukan tugas lain ketika SDRAM sedang memproses permintaan.

     Register mode dan logika control yang berhubungan adalah fitur penting lainya yang membedakan SDRAM dari DRAM yang konvensional.Hal tersebut menyediakan suatu mekanisme ke pengguna SDRAM untuk disesuaikan dengan kebutuhan system yagn sfesifik.Register meode menetapkan panjang burst,yang merupakan banyaknya unit data  yang terpisah memberikan ke bus secara synchronous.Register juga mengizinkan pemrogram untuk melakukan penyesuaianya latency antara penerimaan baca dan permulaan transfer data. 

CD-ROM

CD-ROM

            Baik CD audio ataupun Compact Disk Read Only Memori(CD-ROM)menggunakan  teknlologi yang sama.perbedaan utamanya adalah player CD-ROM lebih kasar dan mempunyai perangkat koreksi kesalahan untuk memastikan bahwa data ditransfer dengan benar dari disk ke computer.Kedua jenis disk dibuat dengan cara yang sama.Disk dibentuk dari Damar,seperti Polycarbonate.informasi yang direkam secara digital dicetak sebagai rangkaian bintik mikroskopik pada permukaan polycarbonate.Ini dilakukan,pertama-tama dengan menggunakan laser beriintensitas tinggi yang difokuskan dengan teliti untuk membaut master disk.master digunakan,pada gilirannya,untuk membuat salinan ke polycarbonate.Permukaan berbintik yang kemudian dilapisi dengan permukaan yang sangat reflektif,biasanya alumunium atau emas,Permukaan yan berkilauan ini dilindungi ari debu dan goresan oleh suatu mantel.

            Informasi didapat kembali dari CD atau CD-ROM dengan laser berintensitas rendah yang ditempatkan didalam player disk optic,atau unit drive.laser menyinari polycarbonate yang bening sementara motor memutar disk.Intensitas sinar laser yang dicerminkan akan berubah ketika mengenai bintik-bintik tersebut.Secara rinci,jika berkas cahaya menyebar dan intensitas rendah dicerminkan kembali ke sumber itu.Area antar bintik kecil disebut daratan.Sebuah daratan merupakan permukaan halus,yang mencerminkan punggung pada intensitas lebih tinggi.Perubahan antara bintik dan daratan dideteksi oleh suatu photosensor dan mengubahnya menjadi sinyal digital.Sensor menguji permukaan pada interval tertentu.

            Ingat bahwa pada disk magnetic,informasi direkam pada track sepusat.Dengan sistem Constant Angular Velocity(CAV) yang paling sederhana,banyaknya bit per track tetap.Peningkatan kepadatan dicapai dengan berbagai perekaman zona,dimana permukaanya dibagi menjadi sejumah zona,dengan zona yang lebih jauh dari pusat berisi bit yang lebih dibanding dengan zona yang dekat ke pusat.

RAID

      Peningkatan kinerja penyimpanan sekunder kurang dari peningkatan kinerja pengolah dan memori utama.Konidisi tidak sepadan telah membuat sistem penyimpanan disk focus utamanya berkaitan dengan peningkatan keseluruhan kinerja sistem informasi.

     Seperti di area lain tentang kinerja computer,para perancang penyimpanan disk menyadari bahwa sejauh ini hanya satu komponen yang dapat ditingkatkan,keuntungan tambahan disebabkan oleh penggunaan berbagai komponen parallel.Pada kasus penyimpanan disk,ini mengarah ke pengembangan dari rangkaian disk yang beroperasi dengan bebas dan secara parallel.Dengan disk jamak,permintaan I/O terpsah dapat ditangani secara parallel,sepanjang data yang diperlukan berada pada disk terpisah/Lebih lajut permintaan I/O tunggal dapat dieksekusi secara parallel jika blok data yagn diakses di distribusikan ke seberang disk jamak.

    Dengan penggunaan disk jamak,terdapat cara variasi luas dimana data dapat diorganisasikan akibatnya pemborosan muncul untuk meningkatkan keandalan.hal ini dapat menyulitkan pengembangan pola basis data yang dapat dipakai pada sejumlah flatfoam dan sistem operasi.Standarisasi pola pada indrustri telah dilakukan untuk rancangan basis data disk jamak,dikenla dengan rangkaian berlebihan untuk disk Mandiri(Redundant Array of Independent Disk /RAID.Pola RAID terdiri dari 7 tingkatan,nol sampai enam.

    Tingkatan ini tidak mengimplikasikan suatu hubungan hirarki tetapi rancangan arsitektur yang berbeda berbagi dalam 3 karateristik umum:

 1.RAID adalah sekumpulan Disk drive fisik yang dipandang oleh sistem operasi sebagai drive logic tunggal.

  2.Data didistribusikan ke sebelah drive fisik dari suatu larik.

   3.Kapasitas disk berlebih digunakan untuk menyimpan informasi paratis.

ENIAC

ENIAC

       ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer),yang dirancang dan dikembangkan di bawah pengawasan John mauchly dan John Presper Ecket di Universitas Pensylvania,merupakan computer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia.

       Proyek ini adalah suatu tanggapan terhadap kebutuhan masa perang selama perang dunia II Amerika Serikat.Laboatorium Riset peluru kendali Angkatan Darat(Army’s Ballistics Research laboratory),sebuah badan yang bertanggung jawab dalam penentuan table jarak dan lintasan peluru kendali unutuk senjata baru,mendapatkan kesulitan dalam menyediakan table yang akurat dalam jangka waktu tertentu.

      Mauchly,seorang professor teknik elektro di Unversitas Pensylvania dak Eckert,seorang maahsiswa pascasarjananya,mengusulkan untuk mengembangkan suatu computer untuk keperluan umum dengan menggunakan tabung hampa udara untuk digunakan agi aplikasi BRL.Pada tahun 1943,Angkatan Darat menerima proposal ini,dan pembuatan ENIAC pun dimulai.Mesin yang dihasilkan sangat besar,mempunyai berat 30 Ton,bervolume 1500 kaki persegi,dan berisi dari 18.000 tabung hampa udara.ketika dioperasikan,ENIAC membutuhkan daya listrik sebesar 140 kilowat.ENIAC juga jauh lebih cepat dibandingkan dengan semua computer mekanik lainya,yaitu mampu untuk melakukan 5000 operasi penambahan per detik.

     ENIAC lebih merpakan mesin decimal dibandingkan sebagai mesin biner.Dimana angka-angka yang dipresentasikan dalam bentuk decimal dan perhitunganya dibuat dalam sistem decimal.MEmorinya terdiri dari 20”akumulator”,yang masing-masing akumulatornya mampu menampung 10 digit bilangan decimal.Setia digit dipresentasikan oleh sebuah cincin yang terdiri dari 10 buah tabung hampa udara.Pada saat tertentu,hanya sebuah tabung hampa udara dalam keadaan ON,dimaksudkan untuk mempresentasikan salah satu dari 10 digit.Kelemahan yang utama dari ENIAC adalah bahwa mesin ini deprogram secara manual dngan cara menyetel tombol-tombol dan memasang serta mencabut kabel-kabelnya.