Arsitektur Komputer: Bus dan Sistem Interkoneksi

Komputer memiliki sistem koneksi yang sangat kompleks. Untuk dapat menghubungkan komponen-komponen yang ada di dalam komputer maupun menghubungkan komputer dengan komputer lain diperlukan suatu sistem koneksi yang baik agar konektivitas antar komponen komputer dapat berjalan dengan baik. Salah satu bagian-bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk menghubungkan komponen-komponen komputer adalah bus dan sistem interkoneksi. Berikut ini adalah penjelasannya.

1. Bus

Bus adalah bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk menghubungkan komponen-komponen di dalam sebuah komputer atau antar komputer. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sebuah sistem bus terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran memiliki arti dan fungsi khusus.

Fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok, yaitu saluran data (data bus), saluran alamat (address bus), dan saluran kontrol (control bus).

a. Bus Data (Data Bus)

Berfungsi untuk memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Bus data umumnya terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlahnya dikaitkan dengan lebar bus data. Misalnya, apabila bus data lebarnya 8 bit dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.

b. Bus Alamat (Address Bus)

Bus ini digunakan untuk menandakan sumber dan tujuan dari data yang akan ditransfer oleh bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port I/O.

c. Bus Kontrol (Control Bus)

Bus ini berfungsi untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data pada saluran alamat. Data dan saluran alamat akan dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya.

Koneksi bus terbagi menjadi beberapa bagian:

• Bus sistem, menangani komunikasi data antara modul memori utama, cache memori pada processor, dan semua peranti I/O yang tersambung pada mainboard komputer.
• Bus lokal, berfungsi sebagai penghantar data antara cache memori dengan CPU
• Bus ekspansi, menjadi saluran utama bagi setiap peripheral yang terhubung dengan mainboard seperti NIC, SCSI Controller, modem, hingga peranti serial dan paralel (mouse, keyboard, dan printer).

2. Interkoneksi Komputer

CPU memiliki fungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan rutinitasprogram yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian dari sistem komputer. Dalam pertukaran data yang diperlukan oleh modul-modul komputer, maka struktur interkoneksinya harus mendukung perpindahan tersebut, di antaranya:

• Memori ke CPU: CPU melakukan pembacaan data maupun perintah yang berasal dari memori.
• CPU ke memori: CPU melakukan penyiimpanan atau penulisan data ke memori.
• I/O ke CPU: CPU membaca data dari perangkat peripheral melalui modul I/O.
• CPU ke I/O: CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.
• I/O ke memori dan sebaliknya: Digunakan pada sistem DMA (direct memory access)

3. Elemen-Elemen Rancangan Bus

Rancangan suatu bus dapat dibedakan atau diklasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut:

• Jenis Bus
  • Dedicated: Merupakan metode di mana setiap bus secara permanen diberi fungsi atau subset fisik komponen komputer.
  • Time Multiplexed: Merupakan metode penggunaan bus yang sama untuk berbagai keperluan, sehingga menghemat ruang dan biaya.
• Metode Arbitrasi (Pengaturan Penggunaan Bus)
  • Tersentralisasi: Menggunakan arbiter sebagai pengatur sentral.
  • Terdistribusi: Setiap bus memiliki access control logic.
• Timing
  • Synchronous: Terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock (pewaktu).
  • Asynchronous: Terjadinya event pada bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.
• Lebar Bus: Semakin lebar bus data, semakin besar pula bit yang dapat ditransfer pada suatu saat.
• Jenis Transfer Data
  • Operasi Read.
  • Operasi Write.
  • Operasi Read Modify Write.
  • Operasi Read After Write.
  • Operasi Block.