Mesin Von Neumann

Konrad Zuse

Pelajar kejuruteraan German Cipta mesin pengiraan automatik

yang gunakan arus elektromagnet

Konrad Zuse

John Atanasoff

Dari Kolej Iowa States Cipta mesin Atanasoff Guna arithmetik perduaan &

kapasitor untuk stor ingatan Tapi … mesin ini tidak berfungsi

sepenuhnya kerana kekangan teknologi masa itu

Howard Aiken

Cipta komputer untuk kegunaan umumLanjutan mesin Babbage Mark 1 siap dibina di Havard (1944) Guna 72 patah perkataan Input/Output ditebuk pada pita

ENIAC

Electronic Numerical Integrated And ComputerKomputer elektronik pertamaDigunakan untuk memahami kod-kod rahsia yang digunakan oleh tentera German … tetapi ianya tidak sempat siapOrganisasi 18000 tiub vakum 1500 relay Berat 30 tan

ENIAC

Organisasi (sambungan) Kuasa 140 KW 20 daftar – setiap satu mampu

mengendalikan sehingga 10 digit nombor perpuluhan

6000 suis multiposisi Soket & kabel yang banyak

Eckert & Unit Arithmetik ENIAC

ENIAC

Motivasi Dari ENIACEDSAC Komputer elektronik yang pertama

beroperasi dgn baik (1945) Dibina di Universiti Cambridge, UK oleh

Maurice Wilkes

JOHNIAC - Dibina di syarikat RandILLIAC - Dibina di Universiti IllinoisMANIAC - Dibina di makmal AlanosWEIZAC - Dibina di Institut Weizmann, IsraelEDVAC – tidak berjaya

Mesin Von Neumann

Jon Von Neumann – penyelidik mesin ENIACCipta IAS – versi EDVACPembaikan yang dibuat Guna sistem nombor perduaan secara

selari Gunakan konsep aturcara terstor

Mesin Von Neumann

Ingatan

Unit Kawalan

Unit Arithmetik

& Logik

Input

Output

•5 bahagian asas

Sistem Bas

Talian sambungan secara langsung setiap komponen dalam satu komputer

Mula digunakan pada mesin PDP-8Terdiri daripada 50-100 dawai selari yang diselaputi dengan tembaga

Sistem Bas

Beberapa jenis Bas sistem

Menyambung semua cip yang membentuk satu sistem komputer

Bas setempat Bas khas yang menyambung 2 komponen secara

terus Contoh: sambungan antara mikropemproses & ko-

pemproses Bas dalaman

Sambungan komponen yang terdapat dalam satu cip

Sistem Bas

Ko-pempros

es

Ingatan I/O

Daftar

ALU

Bas setempat

Bas sistem

Bas dalaman

Sistem Bas – Omnibus

Menyambung kesemua komponen menggunakan hanya satu bas sahaja

CPU Ingatan Konsol I/O

Operasi bas

Tuan – peranti yang memberi arahanHamba – peranti yang terima arahanContoh: CPU mengarahkan pengawal cakera

membaca data Tuan – CPU Hamba – pengawal cakera

Pengawal cakera mengarahkan ingatan terima satu kata dari pemacu cakera Tuan – pengawal cakera Hamba – ingatan

Operasi Bas

Pemacu bas Digunakan untuk menguatkan isyarat yang

hendak dihantar

Penerima bas Digunakan untuk menguatkan isyarat yang

diterima

Transceiver Cip yang terdiri daripada pemacu bas dan

penerima bas

Sistem Bas3 jenis bas yang utama Bas data

Memindahkan data dari satu tempat ke tempat yang lain

Bas alamat Menyatakan alamat seperti alamat ingatan,

alamat peranti I/O Bas kawalan

Membawa isyarat kawalan seperti isyarat baca atau tulis

Sistem Bas

CPU MEMORY I/O

Sistem bas

Bas kawalan

Bas Alamat

Bas Data

Bas Sinkroni / Tak Sinkroni

Bas Sinkroni Bas yang dipacu oleh satu pengayun

kristal (jam) Jam akan menghasilkan isyarat

gelombang 5 – 50 Mhz

Arbitrasi Bas

Mekanisma penentuan peranti yang berhak menggunakan bas pada masa tersebut2 jenis mekanisma Terpusat Teragih

Pengarbitrasi Peranti mekanisma arbitrasi terdapat di dalam cip CPU Juga ada yang berasingan

Operasi Arbitrasi BasPengabitrasi terima

permintaan basPengabitrasi buat satu pengakuan dalam talian bas

pengakuan

Peranti terhampir akan memeriksa sama ada ia ada

membuat permintaan bas

Ambilalih bas & tamatkan pengakuan

Hantar pengakuan ke peranti sebelahnya

ya

tidak

Operasi Arbitrasi Bas

Pengabitrasi

Peranti 1

Peranti 2

Peranti 3

Mekanisma arbitrasi ini dinamakan rantaian daisi

Arbitrasi Bas

Keburukan rantaian daisi Peranti yang jauh - keutamaan rendah

Kaedah lain Setiap peranti diberi keutamaan masing-

masing Peranti berkeutamaan tinggi akan buat

semakan dahulu Bagi peranti-peranti yang berkeutamaan

sama gunakan rantaian daisi

Arbitrasi Bas Teragih

Tidak perlukan pengabitrasiGuna talian permintaan bas berlainan – 1 peranti 1 basSetiap talian permintaan mempunyai keutamaan masing-masingTalian berkeutamaan tinggi akan diberi buat semakan dahulu

Multipengaturcaraan & pemproses Input-Output

Perlaksanaan beberapa aturcara yang terdapat dalam ingatan dilakukan pada masa yang samaPemproses I/O (IOP)

Mengendalikan peranti I/O Ubahsuai format data yang diterima untuk disesuaikan

dengan format data CPU

Selepas pemprosesan IOP selesai, ia akan menyampuk CPUCPU hentikan tugasnya & lakukan operasi bagi IOP

Pemproses Input Output

IOP bagi mesin IBM dikenali sebagai saluran3 jenis saluran

Multipleksor Disambung kepada beberapa peranti yang berkelajuan

perlahan / sederhana Pemilih

Mengendalikan hanya satu peranti kelajuan tinggi dengan perpindahan data dilakukan bait demi bait

Multipleksor-blok Sediakan kemudahan untuk mengendalikan beberapa

peranti kelajuan tinggi – perpindahan I/O dilakukan secara blok

Mikrokomputer

Gunakan 1 bas tunggal

Pemproses

Ingatan Utama

Pengawal DMA

Pengawal IO

Peranti IODMA-Direct Memory Access

DMA

• Dikawal sepenuhnya oleh CPU

• DMA mohon dari CPU untuk kawal bas

• Jika CPU membenarkannya,• ia akan ambil alih bas

• lakukan perpindahan data antara peranti IO dan ingatan tanpa melalui CPU

Lain-lain Bas

• EISA – Extended Industry Standard Architecture

• Bagi mengendalikan saiz data 32 bit

• VESA – Video Electronics Standard Association• Menyambung cakera dan monitor secara langsung

kepada mikropemproses

• SCSI – Small Computer System Interface• Menyambung peranti IO kepada PC

• PCI – Peripheral Control Interface

PCI – Peripheral Control Interface

Menyediakan 2 jenis bas Bas 32 bit Bas 64 bit

Boleh menyokong 1 pemproses atau multipemproses