ORGANISASI PROCESSOR,REGISTER,SIKLUS INTRUKSI,FETCHING,DECODING,DAN EXECUTING

Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah :

1.Fetch Instruction / mengambil instruksi : CPU harus membaca instruksi dari memori.

2.Interpret Instruction / menerjemahkan instruksi : instruksi harus didekode untuk menentukan aksi    apa yang diperlukan.

3.Fetch Data / mengambil data : eksekusi suatu instruksi mungkin memerlukan pembacaan data dari memori atau modul I/O.

4.Process Data / mengolah data : eksekusi suatu instruksi mungkin memerlukan operasi aritmetika atau logika terhadap data.

5.Write Data / menulis data : hasil eksekusi mungkin memerlukan penulisan data ke memori atau modul I/O.

Organisasi register meliputi jenis-jenis register di bawah ini :

•General : terdapat 8 buah register general-purpose 32-bit. Register-register ini dapat digunakan untuk semua jenis instruksi Pentium; register-register ini juga dapat menampung operand-operand untuk keperluan kalkulasi alamat. Selain itu, sebagian dari register-register ini juga melayani keperluan-keperluan tertentu. Misalnya : kalkulasi untai menggunakan isi register-register ECX, ESI dan EDI sebagai operand tanpa harus mereferensi register-register ini secara eksplisit di dalam instruksi. Akibatnya, sejumlah instruksi dapat di-enkode lebih ringkas.

•Segment : keenam register segmen 16-bit berisi pemilih segmen, yang diindex ke dalam tabel segmen. Register code segment (CS) mereferensi segmen yang berisi instruksi yang sedang dieksekusi. Register stack segment (SS) mereferensi segmen yang berisi user-visible stack. Register-register segmen lainnya (DS, ES, FS, GS) mengizinkan pengguna untuk mereferensi hingga empat buah segmen data yang berlainan sekaligus.

•Flags : register EFLAG berisi kode kondisi (persyaratan) dan bermacam-macam bit mode.

•Instruction Pointer : berisi alamat instruksi saat itu.

Terdapat juga register-register yang secara khusus ditujukan bagi unit floating point :

•Numeric : semua register menampung bilangan floating point 80 bit extended-precision. Terdapat 8 buah register yang berfungsi sebagai suatu stack, yang pada register-register ini operasi-operasi push dan pop-nya dapat diperoleh di dalam set instruksi.

•Control : register control 16-bit berisi bit-bit yang mengontrol operasi unit floating point, termasuk jenis kontrol pembulatan ; single atau double extended precision ; dan bit-bit untuk mengizinkan atau tidak mengizinkan bermacam-macam kondisi pengecualian.

•Status : register status 16-bit berisi bit-bit yang merefleksikan status unit floating point saat itu, termasuk pointer 3-bit ke puncak stack ; kode kondisi yang melaporkan hasil operasi terakhir ; exception flags.

•Tag word : register 16-bit ini berisi tag 2-bit bagi semua register numerik floating point, yang mengindikasikan sifat-sifat isi register yang berkaitan. Keempat nilainya adalah valid, nol, special (NaN, infinity, denormalized) dan kosong. Tag-tag ini mengizinkan program untuk memeriksa isi register numerik tanpa melakukan pendekodean yang kompleks terhadap data sebenarnya yang terdapat di dalam register.

Register EFLAG

Mengindikasikan kondisi processor dan membantu pengontrolan operasinya. Register ini meliputi 6 buah kode kondisi yang didefinisikan dalam carry, parity, auxiliary, nol, sign, overflow, yang melaporkan hasil operasi integer. Selain itu, terdapat bit-bit dalam register yang dapat disebut sebagai bit-bit kontrol, yaitu :

•Trap Flag (TF) : apabila disetel, akan menyebabkan interrupt setelah semua instruksi. Flag ini digunakan untuk debugging.

•Interrupt Enable Flag (IF) : apabila disetel, processor akan mengetahui interrupt-interrupt eksternal.

•Direction Flag : menentukan apakah instruksi pengolahan string menambah atau mengurangi half-register SI dan DI 16-bit atau register ESI dan EDI 32-bit.

•I / O Privilege Flag (IOPL)

•Resume Flag (RF)

•Alignment Check (AC)

•Identification Flag (ID)

Sistem komputer menggunakan hirarki memori. Pada tingkatan yang atas, memori lebih cepat, lebih kecil dan lebih mahal (per bit). Di dalam CPU, terdapat sekumpulan register yang tingkatan memorinya berada di atas hirarki memori utama dan cache. Register pada CPU memiliki 2 fungsi :

1. User-visible Registers : register ini memungkinkan pemrogram bahasa mesin dan bahasa assembler meminimalkan referensi main memori dengan cara mengoptimasi penggunaan register. Register ini adalah register yang dapat direfensikan dengan menggunakan bahasa mesin yang dieksekusi CPU.

Secara virtual semua rancangan CPU modem memiliki sejumlah user-visible register, yang merupakan kebalikan akumulator tunggal. Kita dapat membedakannya dengan kategori-kategori berikut ini :

•Register General Purpose

•Register Data

•Register Alamat

•Register Kode-kode Kondisi

General-Purpose register dapat di-assign ke berbagai fungsi oleh pemrogram. General-Purpose register dapat berisi operand sembarang opcode. Dapat digunakan untuk fungsi-fungsi pengalamatan (mis: register indirect, displacement).

Register Data hanya dapat dipakai untuk menampung data dan tidak dapat digunakan untuk kalkulasi dan alamat operand.

Register alamat menyerupai general-purpose register, atau register-register tersebut dapat digunakan untuk mode pengalamatan tertentu. Contohnya :

•Segment pointer => pada sebuah mesin yang memiliki pengalamatan bersegmen, register segmen menyimpan alamat basis segmen.

•Register index => register ini digunakan untuk alamat-alamat yang terindeks dan mungkin autoindexed.

•Stack pointer => apabila terdapat pengalamatan stack yang user-visible, maka biasanya stack berada di dalam memori dan terdapat register dedicated yang menunjuk ke bagian atas stack. Hal ini memungkinkan pengalamatan implisit, yaitu : push, pop dan instruksi stack lainnya tidak perlu operand stack eksplisi.

Register yang harus menampung alamat sedikitnya harus dapat menampung alamat yang terpanjang. Register-register data harus dapat menampung nilai-nilai sebagian besar jenis data.

Register kode-kode kondisi adalah bit-bit yang disetel perangkat keras CPU sebagai hasil operasi.

2. Control and Status Registers : register-register ini digunakan oleh unit kontrol untuk mengontrol operasi CPU dan oleh program sistem operasi untuk mengontrol eksekusi program. Terdapat 4 macam register yang penting bagi eksekusi instruksi :

•Program Counter (PC) atau pencacah program : berisi alamat instruksi yang akan diambil.

•Instruction Register (IR) : berisi instruksi yang terakhir diambil.

•Memori Address Register (MAR) : berisi alamat sebuah lokasi di dalam memori.

•Memori Buffer Register (MBR) : berisi sebuah word data yang akan dituliskan ke dalam memori atau word yang terakhir dibaca.

Program counter berisi alamat instruksi. Umumnya program counter di-update oleh CPU setiap kali mengambil instruksi sehingga program counter selalu menunjuk ke instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.

MAR terhubung langsung dengan bus alamat, sedangkan MBR terhubung langsung dengan bus data. Pada saatnya, user-visible register bertukar data dengan MBR.

Keempat register yang dibahas di atas digunakan untuk perpindahan data di antara CPU dengan memori. Di dalam CPU, data harus diberikan ke ALU untuk diproses lebih lanjut. ALU dapat memiliki akses langsung ke MBR dan user-visible register. Akan tetapi mungkin juga terdapat register buffering lainnya pada batas ALU, register-register ini berfungsi sebagai register input dan output bagi ALU dan pertukaran data dengan MBR dan user-visible register.

Semua rancangan CPU mencakup sebuah register atau sekumpulan register, sering kali disebut program status word (PSW), yang berisi informasi status. Biasanya PSW berisi kode kondisi dan informasi status lainnya. Common field atau flag meliputi hal-hal berikut ini :

•Sign : berisi bit tanda hasil operasi aritmetika terakhir.

•Zero : disetel bila hasil sama dengan nol.

•Carry : disetel bila operasi yang dihasilkan di dalam carry (penambahan) ke dalam bit yang lebih tinggi atau borrow (pengurangan) dari bit yang lebih tinggi. Digunakan untuk operasi aritmetika multiword.

•Equal : disetel bila hasil pembandingan logikanya sama.

•Overflow : digunakan untuk mengindikasikan overflow aritmetika.

•Interrupt Enable/Disable : digunakan untuk mengizinkan atau mencegah interrupt.

•Supervisor : mengindikasikan apakah CPU sedang mengeksekusi dalam mode supervisor atau mode user. Instruksi privileged tertentu hanya dapat dieksekusi dalam mode supervisor saja dan daerah-daerah tertentu di dalam memori hanya dapat diakses dalam mode supervisor saja.

Terdapat beberapa register lainnya yang berkaitan denga status dan kontrol yang dapat ditemukan di dalam rancangan CPU tertentu. Selain PSW, mungkin terdapat suatu pointer ke blok memori yang berisi informasi status tambahan. Pada mesin yang memakai interrupt bervektor, dapat disediakan register vektor interrupt. Apabila stack digunakan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu, maka diperlukan stack pointer sistem. Register juga dapat digunakan dalam pengontrolan operasi I/O.

Siklus Instruksi (Instruction Cycle)

Sebuah siklus instruksi meliputi subsiklus-subsiklus berikut ini :

•Fetch : membaca instruksi berikutnya dari memori ke dalam CPU.

•Execute : menginterpretasikan opcode dan melakukan operasi yang diindikasikan.

•Interrupt : apabila interrupt diaktifkan dan interrupt telah terjadi, simpan status proses saat itu dan layani interrupt.

Siklus Tak Langsung

Eksekusi sebuah instruksi melibatkan sebuah operand atau lebih di dalam memori, yang masing-masing operand memerlukan akses memori. Kemudian, apabila digunakan pengalamatan tak langsung, maka diperlukan akses memori tambahan.

Aliran Data

Urutan kejadian selama siklus instruksi berlangsung tergantung pada rancangan CPU. Asumsikan sebuah CPU yang menggunakan register memori alamat (MAR), register memori buffer (MBR), pencacah program (PC) dan register instruksi (IR)

Pada saat siklus pengambilan (fetch cycle), instruksi dibaca dari memori. Siklus pengambilan dan siklus tak langsung cukup sederhana dan dapat diramalkan. Siklus instruksi (instruction cycle) mengambil banyak bentuk karena bentuk tergantung pada bermacam-macam instruksi mesin yang terdapat di dalam IR. Siklus ini dapat meliputi pemindahan data di antara register-register, pembacaan atau penulisan dari memori atau I/O dan penggunaan ALU. Siklus interrupt (interrupt cycle) juga cukup sederhana dan juga dapat diramalkan.

Pipelining Instruksi

Proses pipelining => proses dimana input baru akan diterima pada sebuah sisi sebelum input yang diterima sebelumnya keluar sebagai output di sisi lainnya. Pipeline memiliki dua tahapan yang independen. Tahapan pertama mengambil instruksi dan mem-buffer-kannya. Ketika tahapan kedua bebas, tahapan pertama mengirimkan instruksi yang di-buffer-kan tersebut. Pada saat tahapan kedua sedang mengeksekusi instruksi, tahapan pertama memanfaatkan siklus memori yang tidak dipakai untuk mengambil dan membufferkan instruksi berikutnya. Proses ini disebut instruction prefetch atau fetch overlap.

Penggandaan kecepatan eksekusi tidak akan terjadi karena adanya kedua alasan berikut ini:

•Umumnya waktu eksekusi akan lebih lama dibandingkan dengan pengambilan instruksi. Eksekusi akan meliputi pembacaan dan penyimpanan operand serta kinerja sejumlah operasi. Sehingga tahapan pengambilan mungkin perlu menunggu beberapa saat sebelum mengosongkan buffer-nya.

•Instruksi pencabangan bersyarat akan membuat alamat instruksi berikutnya yang akan diambil tidak diketahui. Sehingga tahapan pengambilan harus menunggu sampai menerima alamat instruksi berikutnya dari tahapan eksekusi. Dengan demikian tahapan eksekusi harus menunggu pada saat instruksi berikutnya diambil.

Kerugian waktu yang diakibatkan tahapan kedua dapat dikurangi dengan cara menebak. Aturan sederhananya adalah sebagai berikut : ketika instruksi pencabangan bersyarat dikirimkan dari tahapan pengambilan ke tahapan eksekusi, tahapan pengambilan mengambil instruksi berikutnya di dalam memori setelah terjadinya instruksi pencabangan itu. Kemudian apabila pencabangan tidak dilakukan, maka tidak akan terdapat waktu yang hilang. Apabila pencabangan dilakukan, instruksi yang diambil harus dibuang dan instruksi yang baru harus diambil.

Dekomposisi pengolahan instruksi :

•Fetch instruction (FI) : membaca instruksi berikutnya yang diharapkan ke dalam buffer.

•Decode instruction (DI) : menentukan opcode dan operand specifier.

•Calculate operand (CO) : menghitung alamat efektif seluruh operand sumber. Hal ini mungkin melibatkan displacement, register indirect, indirect atau bentuk kalkulasi alamat lainnya.

•Fetch operand (FO) : mengambil semua operand dari memori. Operand-operand yang berada di dalam register tidak perlu diambil.

•Execute instruction (EI) : melakukan operasi yang diindikasikan dan menyimpan hasilnya, bila ada, di lokasi operand tujuan yang telah ditentukan.

•Write operand (WO) : menyimpan hasilnya di dalam memori.

Menangani Pencabangan

Salah satu masalah besar dalam merancang pipeline instruksi adalah menjamin terjadinya aliran instruksi yang stabil bagi tahapan awal pipeline. Telah dilakukan beberapa pendekatan yang berhubungan dengan pencabangan bersyarat :

•Multiple Streams

Sebuah pendekatan yang kasar adalah dengan melakukan peniruan bagian pipeline awal dan membiarkan pipeline untuk mengambil kedua instruksi itu, dengan menggunakan dua buah stream, Terdapat beberapa masalah yang terjadi dalam menggunakan pendekatan ini :

1.Pada multiple pipelines terdapat delay akibat adanya persaingan untuk mengakses register dan memori.

2.Instruksi pencabangan tambahan mungkin masuk ke pipeline atau stream sebelum pengambilan keputusan pencabangan yang sebenarnya dilakukan. Semua instruksi ini memerlukan stream tambahan.

•Prefetch Branch Target

Bila pencabangan bersyarat telah diketahui, maka selain terhadap instruksi yang berada setelah pencabangan dilakukan juga prefetch terhadap target pencabangan itu. Kemudian target itu disimpan hingga instruksi pencabangan selesai dieksekusi. Apabila pencabangan dilakukan, maka target telah di-prefetch.

•Loop Buffer

Merupakan memori berukuran kecil yang berkecepatan tinggi yang digunakan oleh tahapan pengambilan instruksi pipeline dan berisi n buah instruksi yang paling baru diambil secara berurutan.

Loop buffer memiliki 3 kelebihan :

1.Pada penggunaan prefetching, loop buffer akan berisi beberapa instruksi sekuensial yang berada di depan alamat pengambilan instruksi saat itu. Jadi instruksi yang diambil secara berurutan akan diperoleh tanpa memerlukan waktu akses memori yang biasa.

2.Apabila pencabangan terjadi dengan target yang hanya terletak beberapa lokasi di depan alamat instruksi pencabangan, maka target akan telah berada di dalam buffer. Hal ini sangat berguna bagi keberadaan rangkaian IF-THEN dan IF-THEN-ELSE.

3.Strategi ini sangat cocok terutama bagi pencabangan atau iterasi, karena itu dinamakan loop buffer. Apabila loop buffer cukup besar untuk diisi seluruh instruksi yang terdapat dalam loop, maka instruksi-instruksi itu perlu diambil dari memori sekaligus, yaitu pada iterasi petama. Untuk iterasi berikutnya, maka instruksi-instruksi yang dibutuhkan telah terdapat di dalam buffer.

•Branch Prediction

Macam-macam teknik yang dapat digunakan untuk memprediksi apakah suatu pencabangan akan dilaksanakan atau tidaknya, yaitu :

•Predict Never Taken

•Predict Always Taken

•Predict by Opcode

•Taken / Not Taken Switch

•Branch History Table

Tiga teknik pertama bersifat statik : teknik-teknik itu tidak bergantung pada sejarah eksekusi sampai dengan waktu instruksi pencabangan bersyarat terjadi. Sedangkan dua teknik terakhir bersifat dinamik : tergantung pada sejarah eksekusi.

•           Delayed Branch

Kinerja pipeline dapat ditingkatkan dengan cara pengaturan kembali instruksi secara otomatis, sehingga instruksi pencabangan terjadi lebih lambat daripada apa yang diinginkan.

Machine Cycle

       Machine cycle atau nama lainnya adalah processor cycle atau instruction cyclemerupakan merupakan suatu siklus instruksi dasar yang dikerjakan oleh CPU di dalam melakukan eksekusi suatu instruksi. Rangkaian proses eksekusi instruksi ini dimulai dari proses fetching data dan instruksi yang ada didalam memori hingga proses penulisan kembali hasil eksekusi instruksi tersebut ke dalam memori.

Sebelum suatu instruksi dieksekusi oleh processor, terlebih dahulu sekumpulan instruksi tersebut disimpan dalam memori. Ketika akan dieksekusi, instruksi tersebut akan diambil (fetch) ke dalam memori, berdasarkan alamat instruksi yang disimpan dalam PC (Program Counter) yang terdapat dalam CPU. Setelah instruksi tersebut diload dari memori, nilai PC akan di-increment untuk menunjuk alamat berikutnya dari dari instruksi yang akan dieksekusi. Tahapan berikutnya setelah proses load (fetch) dilakukan, instruksi tersebut akan di-decode, dan kemudian dilakukan proses eksekusi.  Setelah itu , hasil dari eksekusi instruksi tersebut akan dikembalikan lagi ke dalam memori. Siklus instruksi tersebut akan dikerjakan secara berulang oleh CPU selama masih ada instruksi yang akan dieksekusi.

Gambar 1. Siklus Instruksi

Sesuai dengan Gambar 1, secara garis besar siklus instruksi (machine cycle) dibagi ke dalam beberapa tahapan yaitu:                                                                                                                              1. Proses Fetching

Merupakan proses dimana instruksi dan data akan di load dari memori ke dalam CPU. Proses ini dimulai dari pengambilan alamat instruksi yang terdapat di dalam PC (Program Counter). Alamat yang terdapat di dalam PC ini merupakan alamat valid dari instruksi dan data yang disimpan ke dalam memori utama, dan merupakan alamat instruksi yang akan dieksekusi. Berdasarkan alamat instruksi yang terdapat di dalam PC, CPU akan mengambil instruksi tersebut untuk ditempatkan ke dalam register (Instruction Register/ IR) yang menyimpan instruksi yang akan dieksekusi.

MAR (Memory Address Register) akan bertanggung jawab untuk menyimpan alamat dari data yang disimpan ke dalam memori untuk selanjutnya akan di fetch ke dalam CPU. Sedangkan MDR (Memory Data Register) akan menyimpan data yang akan dioperasikan berdasarkan instruksi tertentu oleh CPU.

Setelah instruksi dan data di-fetch ke dalam CPU, Program Counter (PC) akan melakukan increment untuk menunjuk alamat dari instruksi dan data berikutnya yang akan dieksekusi. Secara garis besar, tahap fetching dapat dilihat pada Gambar 2

Gambar 2. Proses Fetching

1.     2. Proses Decoding

         Merupakan tahapan dimana instruksi akan di terjemahkan (interpret) ke dalam perintah-perintah bahasa mesin dasar (ADD, SB, MBA, STA, JMP, dll). Proses ini dilakukan oleh instruction decoder. Proses decoder dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Proses Decoding

1.     3.Proses Executing

       Pada tahapan dimana instruksi akan dieksekusi di dalam CPU, yaitu oleh ALU (Arithmetic Logic Unit). Proses eksekusi instruksi yang terdapat di dalam ALU dapat dilihat pada Gambar 4

Gambar 4. Proses Executing

Setelah tahapan diatas dikerjakan, maka hasil dari eksekusi tersebut akan dikembalikan ke dalam memori untuk disimpan. Berdasarkan Gambar 5 dibawah ini, proses penyimpanan kembali hasil eksekusi isntruksi terdiri dari beberapa tahapan yaitu:

•                 Proses penempatan alamat memori yang digunakan untuk menyimpan hasil instruksi ke dalam MAR

•                  Proses penempatan data (hasil instruksi) kedalam MDR

•                  Proses mengaktifkan memory write control signal pada control bus

•                  Proses menunggu memori untuk melakukan write data pada alamat tertentu

•                  Proses untuk menonaktifkan memory write control signal pada bus

Gambar 5. Proses Penyimpanan Kembali Hasil Instruksi ke Memori

Dalam menjalakan instruction cycle / machine cycle ada beberapa komponen yang berperan, yaitu:

      Program Counter (PC)

Nama lainnya adalah Instruction Pointer, merupakan suatu pointer (penunjuk), bagi sejumlah instruksi yang ditempatkan di dalam memori dan akan dieksekusi oleh CPU. Terletak di dalam CPU, program counter akan menunjuk alamat memori dari instruksi sebelum dilakukan proses fetch ke dalam CPU. Isi dari program counter ini akan di increment setiap selesai melakukan proses fetching instruksi, untuk menunjuk instruksi berikutnya yang akan dieksekusi

2     

      Memory Address Register (MAR)

Adalah salah satu register yang terdapat di dalam CPU yang fungsinya adalah untuk menyimpan alamat memori dari data yang akan diambil (fetch) oleh CPU untuk dieksekusi. Selain itu MAR juga akan menyimpan alamat memori dari data (hasil instruksi) yang akan ditulis kembali ke dalam memori.

3 

      Memory Data Register (MDR)

Merupakan register yang terdapat dalam CPU yang fungsinya adalah menyimpan data sementara yang akan dieksekusi oleh CPU. Setiap kali proses fetching berlangsung, data akan disimpan di dalam MDR sebelum dilakukan proses eksekusi. Demikian juga hasil dari eksekusi instruksi akan disimpan di dalam register ini sebelum dilakukan proses penulisan kembali ke memori

       

          Instruction Register

Sama seperti MAR dan MDR, Instruction Register (IR) ini terletak di dalam CPU. IR ini bertanggung jawab untuk menyimpan instruksi yang akan dieksekusi oleh CPU. Pada beberapa jenis prosesor (terutama yang ada sekarang), digunakan konsep pipeline pada IR ini, dimana pada setiap stage pipeline melakukan proses decoding, dan proses yang lain pada waktu instruksi dikerjakan.

5

      Control Unit (CU)

Control unit mengkoordinasi semua komponen-komponen yang ada di sistem computer, terutama yang berkaitan dengan pengolahan data dan eksekusi instruksi. CU mengatur proses fetching instruksi maupun data dari memori ke CPU. Selain itu juga mengatur unit yang lain dengan menyediakan timing dan control signal.

      Arithmetic Logic Unit (ALU)

Merupakan sirkuit digital yang terdapat di dalam CPU yang memiliki fungsi untuk melakukan komputasi aritmatika dan logika. ALU merupakan unit dasar dari pengolah data dan eksekusi instruksi.

Pengertian,Fungsi,Contoh,Network Componen,dan Protocols Dari OSI

1. PENGERTIAN OSI LAYER
 

OSI adalah singkatan dari Open System Interconnection.

Model Open Systems Interconnection (OSI) diciptakan oleh International Organization for Standardization (ISO) yang menyediakan kerangka logika terstruktur bagaimana proses komunikasi data berinteraksi melalui jaringan.

Manfaat dari OSI Layer:

1. membuat peralatan vendor yang berbeda dapat saling bekerja sama.

2. membuat standarisasi yang dapat di pakai vendor untuk mengurangi kerumitan

3. standarisasi interfaces

4. modular engineering

5. kerjasama dan komunikasi tekhnologi yang berbeda

6. memudahkan pelatihan network

 Model OSI terdiri dari 7 layer :

• Application
• Presentation
• Session
• Transport
• Network
• Data Link
• Physical   

LAYER APPLICATION (Layer 7)
 Layer ini adalah yang paling ‘cerdas’, gateway berada pada layer ini. Gateway melakukan pekerjaan yang sama seperti sebuah router, tetapi ada perbedaan diantara mereka (baca bagian berikutnya untuk informasi yang lebih jelas tentang kedua hal tersebut). Layer Application adalah penghubung utama antara aplikasi yang berjalan pada satu komputer dan resources network yang membutuhkan akses padanya. Layer Application adalah layer dimana user akan beroperasi padanya, protocol seperti FTP, telnet, SMTP, HTTP, POP3 berada pada layer Application.

• Fungsi lain Layer Presentation (Layer 7)

– Interface antara jaringan dan s/w aplikasi

– Contoh : Telnet, HTTP, FTP, WWW Browser, SMTP Gateway / Mail Client.
Contoh dari Application layer >>
>> Gateway <<

Network components >>
>> *Gateway <<

Protocols >>

* DNS; FTP

* TFTP; BOOTP

* SNMP; RLOGIN

* SMTP; MIME;

* NFS; FINGER

* TELNET; NCP

* APPC; AFP

* SMB
LAYER PRESENTATION (layer 6)

model OSI melakukan hanya suatu fungsi tunggal: translasi dari berbagai tipe pada syntax sistem. Sebagai contoh, suatu koneksi antara PC dan mainframe membutuhkan konversi dari EBCDIC character-encoding format ke ASCII dan banyak faktor yang perlu dipertimbangkan. Kompresi data (dan enkripsi yang mungkin) ditangani oleh layer ini.
Presentation Layer >>

• Bertanggung jawab bagaimana data dikonversi dan diformat untuk transfer data. Contoh konversi format text ASCII untuk dokumen, .gif dan JPG untuk gambar. Layer ini membentuk kode konversi, translasi data, enkripsi dan konversi .

Fungsi dari presentasi layer adalah >>

• Membuat dan memelihara struktur data  
•  Translating karakteristik terminal ke bentuk standard

Contoh dari Pressentation layer >>

• Gateway

Network components >>

1. Gateway
2. Redirector

Protocols >>

Virtual Terminal Protokol (VTP)

merupakan contoh dari protokol pada Presentation layer.




SESSION LAYER  (layer 5)
 Merupakan layer kelima pada model referensi OSI layer. Lapisan ini membuka, merawat, mengendalikan dan melakukan hubungan antar simpul. Pada layer ini data di transfer dengan jernih dan terkait antara satu dengan yang lain, tetapi kualitas data tersebut akan mengalami delay, through-put. Menentukan bagaimana dua terminal menjaga, memelihara dan mengatur koneksi,- bagaimana mereka saling berhubungan satu sama lain. Koneksi di layer ini disebut session.

Fungsi Session Layer >>

• Bertanggung jawab untuk membentuk, mengelola, dan memutuskan session-session antar-layer diatasnya.
• Kontrol dialog antar peralatan / node.

• Koordinasi antar sistem-sistem dan menentukan tipe komunikasinya (simplex, half dulplex, full duplex)

• Menjaga terpisahnya data dari banyak aplikasi yang menggunakan jaringan. Ex : SQL

Fungsi lain Layer Session >>

• Mempertahankan data dari berbagai aplikasi yang digunakan

           Contoh : OS dan Penjadwalan suatu aplikasi

Contoh dari Session layer >>

Network components >>

• Gateway

Protocols >>

1. NetBIOS 
2. Names Pipes 
3. Mail Slots 
4. RPC

TRANSPORT LAYER (layer 4)


layer keempat pada model referensi OSI layer. Layer ini mampu memberikan layanan berupa Multiduplexing dan Demultiduplexing, sehingga pada layer ini memungkinkan sebuah host dapat melayani lebih dari satu proses.


Fungsi Transport Layer >>

• Melakukan segmentasi dan menyatukan kembali data yang tersegmentasi (reassembling)
  dari upper layer menjadi sebuah arus data yang sama
• Menyediakan layanan tranportasi data ujung ke ujung.
•  Membuat sebuah koneksi logikal antara host pengirim dan tujuan pada sebuah internetwork yang
  Bertanggung jawab menyediakan mekanisme multiplexing.
•  Multiplexing = teknik untuk mengirimkan danmenerima beberapa jenis data yang berbeda sekaligus pada saat yang bersamaan melaluisebuah media network saja.

Contoh dari transport layer >>
B-router



Network components >>

• Gateway
• Advanced Cable Tester
• Brouter

Protocols >>  

• TCP, ARP, RARP
• SPX
• NWLink
• NetBIOS / NetBEUI 
• ATP

NETWORK LAYER (layer 3)
Merupakan layer ketiga pada model referensi OSI layer. Layer ini berfungsi sebagai mengantarkan paket ketujuan, yang dikenal dengan Routing.
Layer ini mengontrol paket yang akan dikirim ke data link layer dengan cara mencari route yang paling murah dan cepat.
 
Fungsori Netwk Layer >> 

• Bertanggung jawab menentukan alamat jaringan, menentukan rute yang harus diambil selama perjalanan, dan menjaga antrian trafik di jaringan. Data pada layer ini berbentuk paket.
• Logical Addressing
• Mengirimkan alamat network
• Tidak peduli dimana lokasi suatu host berada & isi paket data yang dibawa, karena L3 hanya peduli dengan network itu berada dan cara terbaik untukmencapainya dan Menentukan lokasi network.
• Mengangkut lalu lintas antar peralatanyang tidak terhubung secara lokal   

Contoh dari Network layer >>

B-router



Network components >>

1. Brouter
2. Router
3. Frame Relay Device
4. ATM Switch
5. Advanced Cable Tester

Protocols >>    

1. IP; ARP; RARP, ICMP; RIP; OSFP;
2. IGMP.
3. IPX
4. NWLink 
5. NetBEUI 
6. OSI 
7. DDP 
8. DECnet  

DATA LINK LAYER (layer 2)
layer kedua pada model referensi OSI layer. Pada layer ini data diterima dari network layer berupa Paket yang kemudian diencapsulasi menjadi Frame, dengan memberikan layer-2 header. Dan kemudian dikirim ke phisycal layer untuk diteruskan ke penerima.
Pada penerima, layer ini mengubah Byte menjadi Frame, frame header akan dilepas (dekapsulasi), kemudian dikirim ke network layer menjadi Paket.   

Fungsi Datalink >>

• Mengkomuninasikan bit ke bytes dan byte ke frame
• Menerima perangkat media berupa MAC Addressing
• Deteksi error dan recovery error
• Menyediakan transmisi phisik dari data 
• Menangani notifikasi error, topologi jaringan, flow control
• Memastikan pesan-pesan akan terkirim melalui alat yang sesuai di LAN menggunakan hardware address (MAC)
• Media Access Control (MAC), 24 bit vendor code dan 24bit serial numbernya.     

• Menerjemahkan dari layer network diatasnya ke bit-bit layer phisik dibawahnya
•  Menambahkan header yang terdiri dari alamat h/w
  sources & destination (semacam informasi kontrol)
•   Jika ada frame dari hardware address yang tidak tercatat di filter tablenya maka akanmelakukan broadcast ke semua segmennya & akan mengupdate filter tablenya.
• Melakukan format pada pesan atau data menjadi
  pecahan-pecahan (data frame).

 Contoh dari Data Link Layer >>

NIC / LAN Card

Network components >>

1. Bridge 
2. Switch 
3. ISDN Router
4.  Intelligent 
5. HubNIC
6. Advanced Cable Tester

Protocols >>  Media Access Control:
Communicates with the adapter card
Controls the type of media being used:
* 802.3 CSMA/CD (Ethernet)
* 802.4 Token Bus (ARCnet)
* 802.5 Token Ring
* 802.12 Demand Priority


LAYER PHYSICAL (layer 1)

layer kesatu atau layer bawah pada model referensi OSI layer. Pada layer ini data diterima dari data link layer berupa Frame yang dan diubah menjadi Bitstream yang akan dikirim ketujuan berupa sinyal melalui media komunikasi.
Pada penerima, layer ini akan mengubah sinyal dari pengirim menjadi Bite dan sebelum dikirim ke data link layer Bite diubah menjadi Byte.


Fungsi Layer physical >>

– Memindahkan bit antar devices

– Spesifikasinya berupa voltase, wire, speed,

pin pada kabel

Contoh Layer Physical >>

- EIA/TIA-232
- V.35

Contoh dari physical layer >>
- HUB
















Network components >>

1. Repeater 
2. Multiplexer 
3. Hubs(Passive and Active) 
4. TDR 
5. Oscilloscope 
6. Amplifier

Protocols >>

1. IEEE 802 (Ethernet standard)
2. IEEE 802.2 (Ethernet standard)
3. ISO 2110
4. ISDN

Fungsi Physical Layer adalah Bertanggung jawab atas proses data menjadi bit dan mentransfernya melalui media, seperti kabel, dan menjaga koneksi fisik antar sistem.   

Jenis-jenis jaringan komputer berdasarkan cakupan areanya dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu PAN, LAN, MAN dan WAN.

1. PAN (Personal Area Network)

 

Personal Area Network (PAN) adalah jaringan komputer yang digunakan untuk komunikasi antara komputer perangkat (termasuk telepon dan asisten pribadi digital) dekat dari satu orang. Perangkat mungkin atau tidak milik orang tersebut. Jangkauan dari PAN biasanya beberapa meter. PANs dapat digunakan untuk komunikasi antara perangkat pribadi mereka sendiri (intrapersonal komunikasi), atau untuk menghubungkan ke tingkat yang lebih tinggi dan jaringan Internet (an uplink).Personal area jaringan kabel mungkin dengan komputer bus seperti USB dan FireWire. A wireless personal area network (WPAN) juga dapat dimungkinkan dengan teknologi jaringan seperti IrDA, Bluetooth, UWB, Z-Wave dan ZigBee.

Teknologi

J Bluetooth PAN juga disebut piconet, dan terdiri dari 8 sampai perangkat aktif dalam hubungan tuan-budak (yang sangat besar jumlah perangkat yang dapat dihubungkan pada “parkir” mode). Perangkat Bluetooth pertama di piconet adalah master, dan semua perangkat yang berkomunikasi dengan slave master. J piconet biasanya memiliki jarak 10 meter, walaupun berkisar hingga 100 meter dapat dijangkau di bawah keadaan ideal.

 Inovasi baru dalam Bluetooth antena ada diizinkan untuk perangkat ini sangat melebihi jangkauan untuk mereka yang pada awalnya dirancang. Pada DEF CON 12, sekelompok hacker yang dikenal sebagai “Flexilis” berhasil tersambung dua perangkat Bluetooth lebih dari setengah mil (800 m) itu. Mereka menggunakan antena dengan lingkup dan antena Yagi, semua terpasang ke senapan saham. J terpasang kabel antena ke Bluetooth kartu di komputer. Mereka kemudian dinamakan antena “The BlueSniper.”. Skinplex, PAN teknologi lain, transmit melalui capacitive dekat bidang kulit manusia. Skinplex dapat mendeteksi dan berkomunikasi hingga satu meter dari tubuh manusia. Sudah digunakan untuk kontrol akses untuk mengunci pintu dan kemacetan perlindungan mobil di atap mobil.

2. LAN (Local Area Network)

 

Local Area Network biasa disingkat LAN adalah jaringan komputer yang jaringannya hanya mencakup wilayah kecil; seperti jaringan komputer kampus, gedung, kantor, dalam rumah, sekolah atau yang lebih kecil. Saat ini, kebanyakan LAN berbasis pada teknologi IEEE 802.3 Ethernet menggunakan perangkat switch, yang mempunyai kecepatan transfer data 10, 100, atau 1000 Mbit/s. Selain teknologi Ethernet, saat ini teknologi 802.11b (atau biasa disebut Wi-fi) juga sering digunakan untuk membentuk LAN. Tempat-tempat yang menyediakan koneksi LAN dengan teknologiWi-fi biasa disebut hotspot. Pada sebuah LAN, setiap node atau komputer mempunyai daya komputasi sendiri, berbeda dengan konsep dump terminal. Setiap komputer juga dapat mengakses sumber daya yang ada di LAN sesuai dengan hak akses yang telah diatur. Sumber daya tersebut dapat berupa data atau perangkat seperti printer. Pada LAN, seorang pengguna juga dapat berkomunikasi dengan pengguna yang lain dengan menggunakan aplikasi yang sesuai. Berbeda dengan Jaringan Area Luas atau Wide Area Network (WAN), maka LAN mempunyai karakteristik sebagai berikut :

1. Mempunyai pesat data yang lebih tinggi
2. Meliputi wilayah geografi yang lebih sempit
3. Tidak membutuhkan jalur telekomunikasi yang disewa dari operator telekomunikasi

Biasanya salah satu komputer di antara jaringan komputer itu akan digunakan menjadi server yang mengatur semua sistem di dalam jaringan tersebut.

Prinsip kerja Local Area Network 

Prinsip Kerja LAN LAN dapat definisikan sebagai network atau jaringan sejumlah system komputer yang lokasinya terbatas didalam satu gedung, satu kompleks gedung atau suatu kampus dan tidak menggunakan media fasilitas komunikasi umum seperti telepon, melainkan pemilik dan pengelola media komunikasinya adalah pemilik LAN itu sendiri. Dari definisi diatas dapat kita ketahui bahwa sebuah LAN dibatasi oleh lokasi secara fisik. Adapun penggunaan LAN itu sendiri mengakibatkansemua komputer yang terhubung dalam jaringan dapat bertukar data atau dengan kata lain berhubungan. Kerjasama ini semakin berkembang dari hanya pertukaran data hingga penggunaan peralatan secara bersama. LAN yang umumnya menggunakan hub/switch, akan mengikuti prinsip kerja hub itu sendiri. Dalam hal ini adalah bahwa hub tidak memiliki pengetahuan tentang alamat tujuan sehingga penyampaian data secara broadcast, dan juga karena hub hanya memiliki satu domain collision sehingga bila salah satu port sibuk maka port-port yang lain harus menunggu. Itulah diantara kelebihan dan kekurangan jaringan LAN

3. MAN (Metropolitan Area Network)

 

   Metropolitan Area Network (MAN) adalah suatu jaringan dalam suatu kota dengan transfer data berkecepatan tinggi yang menghubungkan berbagai lokasi seperti kampus, perkantoran, pemerintahan, dan sebagainya. Berikut adalah karakteristik MAN yaitu:

1.   Meliputi area seluas antara 5 dan 50 kisaran km. Banyak MAN mencakup area  perkotaan.

2.  Sebuah MAN (seperti WAN) umumnya tidak dimiliki oleh satu organisasi. MAN, komunikasi linknya dan peralatan, umumnya dimiliki oleh salah satu konsorsium pengguna atau oleh penyedia layanan jaringan yang menjual pelayanan kepada pengguna.

3.  MAN sering bertindak sebagai jaringan kecepatan tinggi untuk memungkinkan berbagi sumber daya daerah. Hal ini juga sering digunakan untuk menyediakan koneksi bersama untuk jaringan lain dengan menggunakan link ke WAN. 

4.  MAN berukuran lebih besar dan biasanya memakai teknologi yang sama dengan LAN. 

5.  Hanya memiliki sebuah atau dua buah kabel dan tidak memiliki elemen switching, yang berfungsi untuk mengatur paket melalui beberapa output kabel . Adanya elemen switching membuat rancangan menjadi lebih sederhana

4. WAN (Wide Area Network) 

WAN (Wide Area Network) merupakan jaringan komputer yang mencakup area yang besar sebagai contoh yaitu jaringan komputer antar wilayah, kota atau bahkan negara, atau dapat didefinisikan juga sebagai jaringan komputer yang membutuhkan router dan saluran komunikasi publik. Internet merupakan contoh dari jaringan WAN iniJika Wide Area Network sudah mencakup area intercontinental maka disebut jaringan informasi global atau internet.

Disamping pengiriman paket secara datagram, dalam jaringan IP juga dikenal pengiriman paket secara connection oriented dimana sebelum paket dikirim, dilakukan setup koneksi logika dari tempat asal ke tujuan oleh proses packet control dengan request logical connection agar paket suatu informasi menempuh rute yang sama. Mode koneksi ini disebut virtual circuit, tetapi tidak seperti pada jaringan circuit switched yang menduduki kanal (bandwidth/resources) secara
monopoli, dalam virtual circuit penggunaan resources masih dalam pola sharing. Dengan cara demikian urutan paket bisa dijamin, tetapi tingkat kontinuitas real time tidak dijamin, sangat bergantung pada kapasitas dan tingkat kepadatan trafik dalam jaringan. Dengan mode virtual circuit ini memungkinkan suatu kelompok organisasi/perusahaan memiliki jaringan privat
(semacam jaringan PBX) secara virtual (disebut IP VPN / Virtual Private Network),atau semacam jaringan PBX (Private Branch Exchange) tetapi lingkup area tidak terbatas seperti PABX karena jaringan yang dibangun dalam IP VPN bukan secara fisik melainkan secara logika dan pembentukan jaringan hanya saat diperlukan saja sehingga lingkup jaringan pribadi IP VPN dapat mencakup area nasional bahkan internasional.

Jaringan berbasis packet switched lain yang banyak dikembangkan di AS adalah jaringan ATM (Asynchronus Transfer Mode). Perbedaannya dengan jaringan IP, bahwa pada jaringan ATM mode koneksi secara keseluruhan menggunakan virtual circuit, sedangkan pada jaringan IP, virtual circuit hanya bersifat option. Perbedaan lain, paket pada jaringan ATM disebut cell selalu tetap yakni 53 oktet (Byte) yang terdiri dari 48 oktet payload, 5 oktet header. Sedangkan dalam jaringan IP, ukuran paket tidak tetap. Teknologi ATM banyak dikembangkan di Amerika Serikat (tidak dibahas disini). Satu hal lagi, bahwa jaringan ATM dirancang berbasis layanan broadband dan dapat mengakomodasi layanan VBR (Variable Bit Rate) selain CBR (Constant Bit Rate). Sedangkan rancangan awal jaringan IP berbasis Narrow Band dan layanan CBR.

Daftar Pustaka:

1.     IBC Technical Services, LANsLocal Area Networks: Solutions and Strategies for Today and the Future ; One Day Conference.1990. 

2.     Y.Maryono –B.Padmi.Istiana.Teknologi Informasi Dan Komunikasi.Quandra, Ciawi-Bogor .Jl.Rancamaya Km1 No.47 Bogor .16720.2012.http://akademi-umum. com/2012/05/mengenal-jaringan-komputer-. 

3.     htmlhttp://id.shvoong.com/internet-and-technologies/computers/2069544-keuntungan /#ixzz2PIhJejkW 

4.     http://majalahkomputeronline.com/2011/12/pengertian-dan-prinsip-kerja-lan.html 

5.     http://contentseru.com/2012/08/karakteristik-man-metropolitan-area.html