ANALISIS DESAIN JARINGAN KOMPUTER

Perbedaan Antara RISC Dan CISC

Ditinjau dari jenis set instruksinya, ada 2 jenis arsitektur komputer, yaitu: 

1. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang rumit (Complex Instruction Set Instruction Computer = CISC)
2. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang sederhana
(Reduced Instruction Set Computer = RISC) 
CISC dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan. (Jumlah perintah sedikit tetapi rumit). Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa rakitan, tetapi konsep ini menyulitkan dalam penyusunan compiler bahasa pemrograman tingkat tinggi. Dalam CISC banyak terdapat perintah bahasa mesin.
Konsep RISC menyederhanakan rumusan perintah sehingga lebih efisien dalam
penyusunan kompiler yang pada akhirnya dapat memaksimumkan kinerja program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi. Arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline. Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit. Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi program yang lebih besar. IBM 801 adalah prosesor komersial pertama yang menggunakan pendekatan RISC.
Eksekusi Instruksi
Waktu eksekusi dapat dirumuskan sebagai berikut :
Waktu eksekusi = N x S x T
Dengan
N adalah jumlah perintah
S adalah jumlah rata-rata langkah per perintah
T adalah waktu yang diperlukan untuk melaksanakan satu langkah 
Kecepatan eksekusi dapat ditingkatkan dengan menurunkan nilai dari ketiga variabel di atas. Arsitektur CISC berusaha menurunkan nilai N, sedangkan Arsitektur RISC berusaha menurunkan nilai S dan T.
Proses pipeline dapat digunakan untuk membuat nilai efektif S mendekati 1 (satu) artinya komputer menyelesaikan satu perintah dalam satu siklus waktu CPU. Nilai T dapat diturunkan dengan merancang perintah yang sederhana.
Reduce Instruction Set Computer (RISC)
Beberapa elemen penting pada arsitektur RISC :
• Set instruksi yang terbatas dan sederhana
• Register general-purpose yang berjumlah banyak, atau penggunaan
teknologi kompiler untuk mengoptimalkan pemakaian registernya
• Penekanan pada pengoptimalan pipeline instruksi
Lebih lanjut untuk memahami RISC, diawali dengan tinjauan singkat
tentang karakteristik eksekusi instruksi. 
Aspek komputasi yang ditinjau dalam merancang mesin RISC adalah sebagai berikut:
• Operasi-operasi yang dilakukan:
Hal ini menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan oleh CPU dan interaksinya dengan memori
• Operand-operand yang digunakan:
Jenis-jenis operand dan frekuensi pemakaiannya akan menentukan organisasi memori untuk menyimpannya dan mode pengalamatan untuk mengaksesnya
• Pengurutan eksekusi:
Hal ini akan menentukan kontrol dan organisasi pipeline
Implikasi
Hasil-hasil penelitian secara umum dapat dinyatakan bahwa terdapat tiga
buah elemen yang menentukan karakter arsitektur RISC
• Pertama, penggunaan register dalam jumlah yang besar. Hal ini dimaksudkan untuk mengoptimalkan pereferensian operand
• Kedua, diperlukan perhatian bagi perancangan pipeline instruksi. Karena tingginya proporsi instruksi pencabangan bersyarat dan prosedur call, pipeline instruksi yang bersifat langsung dan ringkas akan menjadi tidak efisien
• Ketiga, terdapat set instruksi yang disederhanakan (dikurangi)
Keinginan untuk mengimplementasikan keseluruhan CPU dalam keping tunggal akan merupakan solusi Reduced Instruction Set.
Ciri-ciri RISC :
• Instruksi berukuran tunggal Ukuran yang umum adalah 4 byte
• Jumlah mode pengalamatan data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah
• Tidak terdapat pengalamatan tak langsung
• Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika (misalnya, penambahan dari memori, penambahan ke memori)
Penggunaan File Register Besar
• Terdapat statement assignment yang jumlahnya banyak dalam program-program HLL (High Level Language), dan banyak diantaranya berupa statement assignment sederhana seperti A=B
• Di samping itu, terdapat pula akses operand per statement HLL dalam jumlah yang cukup besar
• Apabila kita menghubungkan kedua di atas dengan kenyataan bahwa sebagian besar akses adalah menuju ke skalar-skalar lokal, maka sangat mungkin kita memerlukan penyimpanan register yang besar 
• Alasan diperlukannya penyimpanan register adalah register merupakan perangkat penyimpanan yang paling cepat, yang lebih cepat dibandingkan dengan memori utama dan memori cache
• Dimungkinkan untuk menerapkan dua buah pendekatan dasar, yaitu berdasarkan perangkat lunak dan perangkat keras :
 perangkat lunak mengandalkan kompiler untuk memaksimalkan pemakaian register. Pendakatan ini membutuhkan algoritma analisis program yang canggihØPendekatan
 memperbanyak jumlah register sehingga akan lebih banyak variabel yang dapat ditampung di dalam register dalam periode waktu yang lebih lamaØPendekatan perangkat keras dilakukan hanya dengan
Register Windows
• Jendela register dibagi menjadi tiga buah daerah yang berukuran tetap : ØRegister-register parameter
Menampung parameter-parameter yang dilewatkan dari prosedur
 localØRegister-register
Digunakan untuk variable lokal, setelah di-assign oleh compiler ØRegister-register temporer
Digunakan untuk pertukaran parameter
• Overlap ini memungkinkan parameter-parameter dapat dilewatkan tanpa perpindahan aktual data 
Variabel-variabel Global
Teknik Register Windows memberikan organisasi yang efisien untuk penyimpanan variable skalar lokal di dalam register. Akan tetapi teknik ini tidak dapat memenuhi kebutuhan penyimpanan variabel global, yang diakses oleh lebih dari sebuah prosedur (misalnya, variabel COMMON dalam FORTRAN). Terdapat dua pilihan untuk memenuhi hal tersebut :
• Pertama, Variabel-variabel yang dideklarasikan sebagai global pada HLL dapat disediakan lokasi-lokasi oleh kompiler. Namun, bagi yang sering mengakses variabel-variabel global, teknik tersebut tidaklah efisien
• Alternatifnya adalah melibatkan kumpulan register global di dalam CPU. Register-register ini harus memiliki jumlah yang tetap dan dapat dipakai oleh semua prosedur
CISC (Complex Intruction Set Computer)
CISC adalah singkatan dari Complex Intruction Set Computer dimana prosessor tersebut memiliki set instruksi yang kompleks dan lengkap, dan dirasa ber4pengaruh pada kinerjanya yang lebih lambat. CISC menawarkan set instruksi yang powerful kuat, tangguh, maka tidak heran jika CISC memang hanya mengenal bahasa assembly yang sebenarnya ditujukan bagi para programmer. Oleh karena itu, CISC memerlukan sedikit instruksi untuk berjalan
Jadi sebenarnya tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu perintah cukup dengan beberapa baris bahasa mesin sedikit mungkin.

ANALISIS DESAIN JARINGAN KOMPUTER

Komponen Jaringan Komputer

Jaringan Komputer tersusun dari beberapa elemen dasar yang meliputi komponen hardware dan software, yaitu :

  1. Komponen Hardware

      Personal Computer (PC), Network Interface Card (NIC), Kabel dan topologi jaringan.

  2. Komponen Software

     Sistem Operasi Jaringan, Network Adapter Driver, Protokol Jaringan.

A. Perangkat jaringan

  1. Repeater

      Berfungsi untuk menerima sinyal kemudian meneruskan kembali sinyal yang diterima dengan      kekuatan yang sama. Dengan adanya repeter, sinyal dari suatu komputer dapat komputer lain yang letaknya berjauhan.

  2. Hub

     Fungsinya sama dengan repeater hanya hub terdiri dari beberapa port, sehingga hub disebut juga multiport repeter. Repeater dan hub bekerja di physical layer sehingga tidak mempunyai pengetahuan mengenai alamat yang dituju. Meskipun hub memiliki beberapa port tetapi tetap menggunaka metode broadcast dalam mengirimkan sinyal, sehingga bila salah satu port sibuk maka port yang lain harus menunggu jika ingin mengirimkan sinyal.

  3. Bridge

   Berfungsi seperti repeater atau hub tetapi lebih pintar karena bekerja pada lapisan data link sehingga mempunyai kemampuan untuk menggunakan MAC address dalam proses pengiriman frame ke alamat yang dituju.

  4. Switch

   Fungsinya sama dengan bridge hanya switch terdiri dari beberapa port sehingga switch disebut multiport bridge. Dengan kemampuannya tersebut jika salah satu port pada switch sibuk maka port-port lain masih tetap dapat berfungsi. Tetapi bridge dan switch tidak dapat meneruskan paket IP yang ditujukan komputer lain yang secara logic berbeda jaringan.

B. Type , Jenis Kabel dan Pengkabelan

   Setiap jenis kabel mempunyai kemampuan dan spesifikasinya yang berbeda, oleh karena itu dibuatlah pengenalan tipe kabel. Ada beberapa jenis kabel yang dikenal secara umum, yaitu twisted pair (UTPunshielded twisted pair dan STP shielded twisted pair), coaxial cable dan fiber optic.

   1. Thin Ethernet (Thinnet)

    Thin Ethernet atau Thinnet memiliki keunggulan dalam hal biaya yang relatif lebih murah dibandingkan dengan tipe pengkabelan lain, serta pemasangan komponennya lebih mudah. Panjang kabel thin coaxial/RG-58 antara 0.5 – 185 m dan maksimum 30 komputer terhubung.Kabel coaxial jenis ini banyak dipergunakan di kalangan radio amatir, terutama untuk transceiver yang tidak memerlukan output daya yang besar.

     Untuk digunakan sebagai perangkat jaringan, kabel coaxial jenis ini harus memenuhi standar IEEE 802.3 10BASE2, dimana diameter rata-rata berkisar 5mm dan biasanya berwarna hitam atau warna gelap lainnya. Setiap perangkat (device) dihubungkan dengan BNC T-connector. Kabel jenis ini juga dikenal sebagai thin Ethernet atau ThinNet. Kabel coaxial jenis ini, misalnya jenis RG-58 A/U atau C/U, jika diimplementasikan dengan Tconnector dan terminator dalam sebuah jaringan, harus mengikuti aturan sebagai berikut:

• Setiap ujung kabel diberi terminator 50-ohm.

• Panjang maksimal kabel adalah 1,000 feet (185 meter) per segment.

• Setiap segment maksimum terkoneksi sebanyak 30 perangkat jaringan (devices)

• Kartu jaringan cukup menggunakan transceiver yang onboard, tidak perlu tambahan transceiver, kecuali untuk repeater.

• Maksimum ada 3 segment terhubung satu sama lain (populated segment).

• Setiap segment sebaiknya dilengkapi dengan satu ground.

• Panjang minimum antar T-Connector adalah 1,5 feet (0.5 meter).

• Maksimum panjang kabel dalam satu segment adalah 1,818 feet (555 meter).

• Setiap segment maksimum mempunyai 30 perangkat terkoneksi.

    2. Thick Ethernet (Thicknet)

      Dengan thick Ethernet atau thicknet, jumlah komputer yang dapat dihubungkan dalam jaringan akan lebih banyak dan jarak antara komputer dapat diperbesar, tetapi biaya pengadaan pengkabelan ini lebih mahal serta pemasangannya relatif lebih sulit dibandingkan dengan Thinnet. Pada Thicknet digunakan transceiver untuk menghubungkan setiap komputer dengan sistem jaringan dan konektor yang digunakan adalah konektor tipe DIX. Panjang kabel transceiver maksimum 50 m, panjang kabel Thick Ethernet maksimum 500 m dengan maksimum 100 transceiver terhubung. Kabel coaxial jenis ini dispesifikasikan berdasarkan standar IEEE 802.3 10BASE5, dimana kabel ini mempunyai diameter rata-rata 12mm, dan biasanya diberi warna kuning; kabel jenis ini biasa disebut sebagai standard ethernet atau thick Ethernet, atau hanya disingkat ThickNet, atau bahkan cuman disebut sebagai yellow cable.Kabel Coaxial ini (RG-6) jika digunakan dalam jaringan mempunyai spesifikasi dan aturan sebagai berikut:

• Setiap ujung harus diterminasi dengan terminator 50-ohm (dianjurkan menggunakan

terminator yang sudah dirakit, bukan menggunakan satu buah resistor 50-ohm 1 watt, sebab resistor mempunyai disipasi tegangan yang lumayan lebar).

• Maksimum 3 segment dengan peralatan terhubung (attached devices) atau berupa populated segments.

• Setiap kartu jaringan mempunyai pemancar tambahan (external transceiver).Setiap segment maksimum berisi 100 perangkat jaringan, termasuk dalam hal ini repeaters.

• Maksimum panjang kabel per segment adalah 1.640 feet (atau sekitar 500 meter).

• Maksimum jarak antar segment adalah 4.920 feet (atau sekitar 1500 meter).

• Setiap segment harus diberi ground.

• Jarang maksimum antara tap atau pencabang dari kabel utama ke perangkat (device) adalah 16 feet (sekitar 5 meter). Jarang minimum antar tap adalah 8 feet (sekitar 2,5 meter).