Organisasi dan Arsitektur komputer

Memori

Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang haya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.
Ide dasar dari semua memori adalah kemampuan untuk menyimpan informasi. Tentu saja informasi yang disimpan dapat dipanggil atau diolah kembali bila diperlukan. Sebagai analogi, memori dimisalkan sebagai sekelompok kotak surat dalam suatu apartemen yang besar. Seseorang dapat meletakkan informasi dalam suatu kotak surat dengan nomor tertentu yang tertera. Jika pemilik ingin mengambil informasi tersebut.Pemilik dapat melihat ke kotak suratnya dengan nomor yang tepat dan mengambilin formasinya.

Dalam CPU 8 bit, setiap kotak surat dalam analogi di atas terdiri dari delapan set saklar on-off. Data atau informasi yang diberikan merupakan kondisi dari setiap saklar. Setiap saklar hanya ada dua kondisi yaitu on dan off, sehingga informasi yang terkandung di dalamnya adalah kombinasi on-off. Dalam delapan saklar tersebut, setiap saklar mewakili satu digit biner (bit). Bit satu mewkili saklar on dan bit nol mewakili saklar off. Setiap satu set 8 saklar mempunyai alamat spesifik sehingga penulisan dan pembacaan data dapat dilakukan dengan tepat dan benar.

Dalam analogi, apartemen dapat memiliki nomor kotak surat 100-175 untuk lantai pertama dan 200-275 untuk lantai kedua. Angka desimal ini menggambarkan jumlah orang yang memiliki kotak surat. Karena komputer bekerja dengan sistem biner, maka jumlah alamat dari data di memori merupakan kelipatan dua dari jalur alamat. Misalkan suatu komputer mempunyai empat jalur alamat, maka dia mempunyai 24 atau 16 alamat karena empat bit biner mempunyai kombinasi 16 buah. Komputer ini akan memetakan 16 alamat dari $0 sampai $F.
Dalam mikrokontroler MC68HC05 terdapat sepuluh jalur alamat sehingga didapatkan 1024 lokasi  memori. Sedangkan mikrokontroler MC68HC11 memiliki 16 jalur alamat sehingga dapat mengalamati 65536 lokasi memori.Komputer 8-bit dengan sepuluh jalur alamat akan mempunyai peta memori dengan 1024 alamat dan masing-masing alamat memiliki 8 bit data. Alamat pertama dari lokasi memori adalah 00 0000 00002 dan alamat akhir 11 1111 11112. Sepuluh bit alamat tersebut pada umumnya dinyatakan dalam heksadesimal, sehingga jangkauan alamat memori tersebut menjadi $0000 sampai $03FF.Komputer menentukan lokasi memori mana yang akan digunakan dengan meletakkan kombinasi biner pada 10 jalur alamat kemudian mengirimkan sinyal read atau write. Hasilnya, informasi yang diinginkan pada alamat memori tertentu di atas akan muncul dalam delapan jalur data.

JENIS_MEMORI

Komputer menggunakan beberapa jenis informasi sehingga membutuhkan beberapa jenis memori yang berbeda. Instruksi-instruksi yang mengontrol operasi dari mikrokontroler disimpan dalam memori non-volatile sehingga jika sistem tidak perlu diprogram ulang jika daya sistem hilang. Variabel dan hasil sementara bisa disimpan dalam memori yang dapat ditulis dengan mudah dan cepat saat operasi sedang berlangsung. Tidaklah penting untuk terus mengingat informasi yang ditulis saat tidak ada daya (volatile).

RAM (Random Access Memory) adalah suatu bentuk memori volatile yang dapat dibaca dan ditulis oleh CPU. Seperti definisinya, lokasi RAM dapat diakses dalam berbagai urutan (random). Memori jenis ini adalah yang paling umum digunakan oleh komputer pribadi. RAM membutuhkan area chip yang lebih lebar dibandingkan dengan ROM,

Sehingga RAM yang diikutsertakan dalam system mikrokontroler hanyalah sebagian kecil saja.
ROM (Read Only Memory) diisi saat proses produksinya. Informasi yang dituliskan harus dipesan oleh pelanggan sebelum chip diberikan. Dalam sistem mikrokontroler, informasi ini dapat dibaca oleh CPU tetapi tidak dapat dirubah. ROM adalah memori yang paling sederhana, kecil, dan murah. PROM (Programmable ROM) mirip dengan ROM kecuali bahwa dia dapat diprogram setelah proses pembuatah chip. Beberapa variasi dari PROM adalah EPROM, OTP, dan EEPROM. EPROM (Erasable PROM) dapat dihapus dengan menyinarinya dengan cahaya ultraviolet. Mikrokontroler yang EPROM-nya bisa dihapus memiliki jendela kecil tempat proses penyinaran dilakukan. Jumlah proses penghapusan yang diijinkan terbatas tergantung pada beberapa tipe. Prosedur khusus digunakan untuk meprogram informasi ke dalam memori EPROM. Kebanyakan mikrokontroler yang memiliki EPROM menggunakan tegangan +12 volt DC saat operasi penulisan EPROM. CPU tidak dapat menulis data ke lokasi EPROM seperti halnya penulisan yang dilakukan pada RAM. Beberapa mikrokontroler memiliki rangkaian penulis EPROM yang built-in.OTP (One Time Programming) adalah EPROM yang tidak dilengkapi dengan jendela untuk penyinaran ultraviolet. Walaupun isi dari OTP adalah sama dengan EPROM yang memiliki jendela penghapusan, OTP tidak dapat dihapus karena tidak menyediakan jendela. OTP dipasarkan karena harganya lebih murah daripada EPROM yang berjendela. EEPROM (Electrically EPROM) dapat dihapus secara elektris dengan perintah yang ada dalam mikrokontroler. Agar dapat diprogramkan harga baru ke lokasi memori ini, pertama proses penghapusan harus dilakukan kemudian baru dilaksanakan beberapa langkah pemrograman. Walaupun mirip dengan RAM, tetapi EEPROM tetap memiliki sifat non-volatile dari ROM yang tidak hilang datanya walaupun daya hilang.

 I/O Sebagai Tipe Memori

Informasi status dan kontrol dari I/O adalah suatu tipe dari lokasi memori yang mengijinkan sistem komputer untuk mendapatkan informasi dari dan ke dunia luar. Tipe lokasi memori ini tidak seperti memori pada umumnya karena informasi yang ada dapat berubah karena pengaruh selain dari CPU. Jenis paling sederhana dari lokasi memori I/O adalah port input dan port output sederhana. Dalam mikrokontroler 8-bit, port input sederhana terdiri dari delapan kaki yang dapat dibaca oleh CPU. Port output sederhana terdiri dari delapan kaki yang dapat dikontrol oleh CPU. Dalam kenyataannya, port output sederhana diimplementasikan dengan delapan latch dan jalur feedback yang memungkinkan CPU untuk membaca kembali apa yang sebelumnya ditulis ke port output.