MAKALAH TUGAS MATA KULIAHPENGANTAR TEKNOLOGI INFORMASI

Dosen: Ir. Paulus Insap Santosa, M.Sc., Ph.D.

Perkembangan Sistem Bus

Ditulis oleh:

Meisita Adelina DamanikOkta Pratama, 37570

Ratih AnggitaningrumShinta Fadhila

Suseto Mahardiko

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO & TEKNOLOGI INFORMASIFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADAGANJIL 2014

Perkembangan Sistem Bus

Meisita, Okta, Ratih, Shinta, Suseto11111, 37570, 11113, 11114, 11115

Abstrak

Bus merupakan salah satu hal yang sangat penting dan menjadi perangkat utama yang

menghubungkan komponen-komponen komputer. Dalam perkembangannya, terdapat dua

macam sistem bus yang sering digunakan, yaitu dedicated dan multiplex. Sebagai contoh

penggunaan bus yaitu sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4

memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang

digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya. Pada akhirnya, makalah ini

menjelaskan tentang sistem bus yang perkembangannya telah dimulai sejak tahun 1980an

hingga saat ini dimulai dari bentuk fisiknya hingga perkembangan featurenya.

1. Pengantar

Pengertian Sistem BUS

BUS adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai suatu set kabel tunggal yang

digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Sistem bus adalah sebuah bus yang

menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori, I/O). Sistem bus

adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.

A. JENIS – JENIS SISTEM BUS

Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan

multiplexed. Suatu saluran bus dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset

fisik komponen-komponen komputer.

Sebagai contoh dedikasi fungsi adalah penggunaan alamat dedicated terpisah dan

saluran data yang merupakan suatu hal yang umum bagi bus. Namun, hal ini bukanlah hal

yang penting. Misalnya, alamat dan informasi data dapat ditransmisikan melalui sejumlah

saluran yang sama dengan menggunakan saluran address valid control. Pada awal

pemindahan data, alamat ditempatkan pada bus dan address valid control diaktifkan. Pada saat

ini, setiap modul memiliki periode waktu tertentu untuk menyalin alamat dan menentukan

apakah alamat tersebut merupakan modul beralamat. Kemudian alamat dihapus dari bus dan

koneksi bus yang sama digunakan untuk transfer data pembacaan atau penulisan berikutnya.

Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan ini dikenal sebagai time

multiplexing.

Keuntungan time multiplexing adalah memerlukan saluran yang lebih sedikit, yang

menghemat ruang dan biaya. Kerugiannya adalah diperlukannya rangkaian yang lebih

kompleks di dalam setiap modul. Terdapat juga penurunan kinerja yang cukup besar karena

event-event tertentu yang menggunakan saluran secara bersama-sama tidak dapat berfungsi

secara paralel.

Dedikasi fisik berkaitan dengan penggunaan multiple bus, yang masing-masing bus itu

terhubung dengan hanya sebuah subset modul. Contoh yang umum adalah penggunaan bus

I/O untuk menginterkoneksi seluruh modul I/O, kemudian bus ini dihubungkan dengan bus

utama melalui sejenis modul adapter I/O. Keuntungan yang utama dari dedikasi fisik adalah

throughput yang tinggi karena hanya terjadi kemacetan lalu lintas data yang kecil.

Kerugiannya adalah meningkatnya ukuran dan biaya sistem.

B. STRUKTUR SISTEM BUS

Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing

saluran ditandai dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus

yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu

saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu, terdapat pula saluran distribusi

daya yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung.

a) Saluran Data

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem.

Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran.

Jumlah saluran diaktifkan dengan lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-

masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit

yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam

menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Contohnya bila bus data lebarnya 8 bit dan

setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam

setiap siklus instruksinya.

b) Saluran Alamat

Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data.

Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh

alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan

kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk

mengalamati port-port input/outoput. Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk

memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.

c) Saluran Kontrol

Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan

data. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus

ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik

perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan

menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah menspesifikasikan

operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write,

memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request,

interrupt ACK, clock, reset.

Gambar sistem bus

C. KETERKAITAN DAN CONTOH SISTEM BUS

Sebuah komputer memiliki beberapa bus agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang

terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai

contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus

prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh

keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

Bus disusun secara hierarkis karena setiap bus yang memiliki kecepatan rendah akan

dihubungkan dengan bus yang memiliki kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem

juga dihubungkan ke salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan

dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset atau kontrolir) akan

bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang berbeda. Contoh sebuah kontrolir bus SCSI

dapat mengubah sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.

2. Perkembangan Sistem Bus

1. Omnibus (PDP-8)

Omnibus adalah jenis bus yang digunakan pada computer DEC PDP-8. Sistem ini

terdiri atas 96 buah lintasan dengan sinyal yang terpisah, lintasan ini digunakan untuk

membawa sinyal–sinyal kontrol, alamat maupun data. Karena semua komponen-komponen

system menggunakan sejumlah lintasan sinyal bersama, penggunaannya harus dikontrol

oleh CPU. Omnibus tidak memerlukan air conditioned room.

2. Unibus (PDP-11)

PDP-11 adalah sebuah set instruksi arsitektur yang dikembangkan oleh Digital

Equipment Corporation (DEC). Hal ini dilaksanakan oleh unit pengolahan pusat (CPU)

dan mikroprosesor yang digunakan dalam minicomputer dengan nama yang sama.

Unibus memiliki 16 Bit Bus Data dan 16 Bit Bus alamat. Sistem ini dipakai pada

computer DEC PDP. Karena mampunyai banyak kekurangan maka unibus sekarang ini

jarang digunakan.

3. Multibus (8086)

Sistem Multibus dengan standar industri sehingga peralatan yang kompleks dapat

dirancang diatasnya. Menjadi standar industri yang jelas dan terdokumentasi dengan baik

memungkinkan industri Multibus-kompatibel untuk tumbuh di sekitarnya. Pada tahun 1982

ada lebih dari 100 Multibus papan dan sistem produsen. Sistem yang kompleks ini

dibangun dari rak komersial off--the hardware. Hal ini memungkinkan perusahaan untuk

berinovasi dengan merancang sebuah papan Multibus eksklusif dan kemudian

mengintegrasikannya dengan hardware vendor lain untuk menciptakan sebuah sistem.

4. Bus PC IBM (PC/XT)

IBM PC/XT adalah sebuah komputer mikro buatan IBM yang dirilis pada tanggal 8

Maret 1983. Komputer ini diperkuat dengan menggunakan hard disk berkapasitas 10

Megabyte. IBM PC XT memiliki fitur-fitur yang tidak dimiliki oleh IBM PC standar

(5150). 

IBM PC XT memiliki delapan buah slot sehingga meningkatkan kemampuan

ekspansinya, kapasitas power-supply yang lebih besar, memori yang dapat

dibongkar/pasang (karena semuanya berupa soket), dan dapat mendukung hingga 640 KB

RAM tanpa slot ekspansi memori, selain tentunya sebuah hard disk.

Desain motherboard IBM PC/XT berbeda dengan desain motherboard IBM PC yang

asli. IBM PC/XT ini menawarkan beberapa perangkat keras yang masih digunakan hingga

saat ini, yakni keyboard 101 tombol (Enhanced Keyboard) yang menggantikan model

keyboard IBM 83 tombol.

5. Bus ISA (PC/AT)

Bus ISA adalah sebuah arsitektur bus dengan bus data selebar 8-bit yang

diperkenalkan dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus 1981. Bus ISA diperbarui

dengan menambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT pada tahun1984,

sehingga jenis bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian, yakni ISA 16-bit dan

ISA 8-bit. ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC

hingga tahun 1995, sebelum akhirnya digantikan oleh bus PCI yang diluncurkan pada

tahun 1992.

6. Bus EISA (80386)

Bus EISA (Extended/Enhanced Industry Standard Architecture) adalah sebuah bus

I/O yang diperkenalkan pada September 1988 oleh IBM, Standar ini dikembangkan oleh

beberapa vendor IBM PC Compatible.

Selain IBM juga Compaq yang membentuk EISA Committee, sebuah organisasi

nonprofit yang didesain secara spesifik untuk mengatur pengembangan bus EISA.

Beberapa kartu berbasis EISA yang beredar yaitu pengontrol larik hard disk (SCSI/RAID),

dan kartu jaringan server.

Bus EISA menambahkan 90 konektor baru (55 konektor digunakan untuk sinyal

sedangkan 35 sisanya digunakan sebagai ground) tanpa membuat slot ISA 16-bit berubah.

Kartu EISA memiliki dua baris kontak yang bertumpuk. Baris pertama adalah baris yang

digunakan oleh ISA 16-bit, sementara baris kedua menambahkan bandwidth menjadi 32-

bit. Karenanya, kartu ISA yang lama masih dapat bertahan meskipun berganti

motherboard. Meski kompatibilitas ini merupakan sesuatu yang bagus, ternyata industri

kurang begitu meresponsnya. Akhirnya, fitur-fitur EISA pun ditangguhkan untuk

mengembangkan bus I/O yang baru, yang disebut dengan VESA Local Bus (VL-Bus).

7. Microchannel (PS/2)

Microchanel atau Bus MCA (Micro Channel Architecture) adalah sebuah bus I/O ber-

bandwidth 32-bit yang digunakan dalam beberapa komputer mikro. Bus ini dibuat oleh

IBM yang ditujukan untuk menggantikan bus ISA 8-bit/16-bit yang lambat, selain tentunya

untuk menghadapi masalah bottleneck yang terjadi akibat kecepatan prosesor yang

semakin tinggi tapi tidak diimbangi dengan kecepatan bus I/O. Dikembangkan

oleh IBM untuk jajaran PS / 2 komputer desktop, Micro Channel Arsitektur adalah sebuah

antarmuka antara sebuah komputer (atau beberapa komputer) dan kartu ekspansi dan

perangkat yang terkait.

8. Bus PCI

Bus PCI (Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang didesain untuk

menangani beberapa perangkat keras. Bus PCI akan mendukung fungsi yang terdapat

dalam bus prosesor tetapi dalam format terstandarisasi yang lepas dari prosesor tertentu.

PCI dikembangkan sebagai bus low-cost yang sangat processor dipendent. Desainnya

mengantisipasi tuntutan bandwidth bus yang berkembang sangat cepat untuk mendukung

disk high-speed dan perangkat grafik dan video, dan juga kebutuhan khusus terhadap

sistem multi processor. Bus PCI juga memiliki kemapuan Plug-and-Play untuk

menghubungkan perangkat I/O. Dimana untuk menghubungkan dengan perangkat baru,

user cukup menghubungkan board antar muka perangkat ke bus tersebut.

Tabel perkembangan bus PCI

9. Bus SCSI

SCSI (Small Computer Sistem Interface) adalah perangkat peripheral eksternal yang

dipopulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standard untuk

drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal

berukuran besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8, 16, atau 32 saluran data.

Perangkat SCSI memiliki dua buah konektor, yaitu konektor input dan konektor

output. Seluruh perangkat berfungsi secara independen dan dapat saling bertukar data

misalnya hard disk dapat mem-back up diri ke tape drive tanpa melibatkan prosesor.

10. Nubus

Nubus adalah sebuah bus komputer paralel 32-bit yang berfungsi untuk memisahkan

komputer menjadi dua yaitu (CPU dan memory) dan perangkat keras lainnya, dengan

sebuah bus controller di antaranya. Jadi perangkat keras pada bus dapat terhubung ke

setiap bagian tanpa intervensi dari CPU.

Bus ini dapat memindahkan lebih banyak data disesuaikan dengan besarnya data yang

akan dipindahkan, mulai dari 8 bit perdetik secara paralel pada generasi pertama, hingga

16 atau 32 bit perdetik. Semakin waktu semakin baik sejalan dengan perkembangan

software setupnya (sekarang menjadi suatu standar dari plug-n- play) untuk menggantikan

jumper.

11. Bus USB (Universal Serial Bus)

Universal Serial Bus (USB) adalah salah satu standar interkoneksi antara komputer

dengan peralatan eksternal. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan

rendah seperti keyboard, mouse, dan printer.

Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain:

Penggunaannya mudah, karena tidak harus memasang jumper dan tidak harus

membuka casing untuk memasang peralatan I/O

Hanya satu jenis kabel yang digunakan

Murah

12. Firewire 400

FireWire berfungsi untuk menghubungkan antarmuka I/O dengan konektor sederhana

yang mampu menangani banyak perangkat melalui port tunggal, sehingga mouse, printer

laser, disk drive eksternal, dan pemasangan jaringan lokal dapat digantikan dengan

konektor tunggal ini. Kelebihan FireWire adalah cepat, murah, dan mudah untuk

diimplementasikan, dan juga dapat digunakan pada perangkat elektronik seperti camera

digital, VCR dan televise. Selain itu Firewire juga bersifat hot-plugging yang

memungkinkan untuk menghubungkan dan memutuskan hubungan peripheral tanpa harus

menurunkan daya sistem komputer atau mengatur kembali sistem itu.

FireWire memiliki dua versi, yaitu FireWire 400 (IEEE 1394a) dan FireWire 800

(IEEE 1394b). FireWire 400 mampu mentransfer data antar computer atau dengan

perangkat keras lainnya sampai dengan 400 Mb/s (sekitar 50 MB/s). Dengan bandwidth

yang tinggi, jarak yang jauh, dan bus yang bertenaga, FireWire ini cocok digunakan pada

harddisk, kamera digital, handycam, dan perangkat elektronik multimedia lainnya.

Sedangkan FireWire 800 menyediakan koneksi kecepatan tinggi dan bandwidth yang

digunakan untuk multiple-stream, mendekode video digital, and menghapus noise, dan

audio digital dengan resolusi tinggi. FireWire ini memungkinkan kefleksibelan dengan

kabel yang jauh dan berbagai pengaturan yang tidak ada pada USB.

13. Bus VME

VME merupakan singkatan dari VERSAmodule Eurocard yang merupakan bus

komputer standar yang awalnya dikembangkan oleh suatu grup manufaktur pada tahun

1980. Grup ini terdiri dari motorola, mostek dan signetics yang bekerja sama

mendefinisikan standard VMEbus. Istilah ‘bus’ adalah istilah generik yang

menggambarkan saluran data pada computer dan oleh karena itu disebut VMEbus.

Arsitektur VMEbus telah diisi dengan bus baru yang independent terhadap prosesor

mikro, dengan mudah untuk meningkatkan dari 16 ke 32 bit saluran data,

diimplementasikan oleh standard mekanik yang handal serta memungkinkan vendor yang

independent untuk membuat produk yang kompatibel.

14. Bus Camac

Computer Automated Measurement And Control (CAMAC) adalah standar bus untuk

akuisisi data dan kontrol yang digunakan dalam nuklir dan fisika partikel eksperimen dan

industri. Bus ini memungkinkan pertukaran data antara plug-in modul (sampai 24 dalam

satu crate) dan controller crate , yang kemudian di-interface-kan ke PC atau ke-CAMAC

antarmuka VME.

Standar ini awalnya ditentukan oleh Komite ESONE  sebagai standar EUR 4100 pada

tahun 1972  meliputi listrik, dan logika mekanik bus parallel untuk plug-in

modul.  Beberapa standar yang telah didefinisikan untuk sistem multiple crate termasuk

Paralel Branch Highway  dan Serial Highway. Vendor antarmuka Host/Crate juga telah

dibangun.

3. Kesimpulan

Ringkasan dari penjelasan panjang lebar seperti disajikan di atas adalah sebagai

berikut:

1. Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat I/O. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya.

2. Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Rancangan struktur onterkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya.

3. Secara umum fungsi saluran bus dikategorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran control.

4. Saat ini terdapat banyak implementasi system bus, tetapi parameter dasar perancagan bus dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis (dedicated dan multiplexed). Metode arbitrasi (tersentralisasi dan terdistribusi), timing (sinkron dan tak sinkron), lebar bus

(lebar address dan lebar data) dan jenis transfer datanya (read, write, read-modify-write, read-alter-write, block).

5. Diantara jenis bus yang beredar di pasaran saat ini adalah PCI, ISA, USB, SCSI, FuturaBus+, FireWire, dll.

4. Daftar Pustaka

Merlinda, Sherly Gita. Bus Sistem, 2010, (Online), (http://sherlygita02.blogspot.com/2010/11/tugas-makalah-bus-sistem.html) diakses 2 Mei 2014.

Wikipedia. 2011. Bus EISA. (Online). (http://id.wikipedia.org/wiki/Bus_EISA)

diakses tanggal 2 Mei 2014.

Wikipedia. 2011. Bus ISA. (Online). (http://id.wikipedia.org/wiki/Bus_ISA)

diakses tanggal 2 Mei 2014.

Wikipedia. 2011. Bus PCI. (Online). (http://id.wikipedia.org/wiki/Bus_PCI)

diakses tanggal 2 Mei 2014.

Wikipedia. 2011. Bus USB. (Online). (http://id.wikipedia.org/wiki/Bus_USB)

diakses tanggal 2 Mei 2014.

Wikipedia. 2011. FireWire. (Online). (http://id.wikipedia.org/wiki/FireWire)

diakses tanggal 2 Mei 2014.

Kontribusi Anggota

Tuliskan kontribusi setiap anggota dalam penulisan makalah di atas dengan format:

Meisita Adelina Tugas 20%

Okta Pratama Tugas 20%

Ratij Anggitaningrum

Tugas 20%

Shinta Fadhila Tugas 20%

Suseto Mahardiko

Tugas 20%

Total 100%