central processing unit (cpu)
TRANSCRIPT
Central Processing Unit (CPU)ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
RL204
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER 1
CPU (Central Processing Unit)o Komponen terpenting dari sistem komputer berperan sebagai pengolah data
berdasarkan instruksi yang diberikan.
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Komponen Tugas/Fungsi
ALU Pengolah data aritmatika dan logika Boolean.
CU 1. Mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrolkomputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen
2. mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
Registers Media penyimpan sementara di internal CPU untuk proses pengolahan data (sedang diolah maupun pengolahan selanjutnya)
Interkoneksi/BUS internal CPU
Menghubungkan komponen internal CPU dengan BUS -BUS eksternal CPU
Fungsi CPUo Fungsi dasar CPU adalah mengeksekusi program – program yang
disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi –instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satupersatu sesuai alur perintah.
o Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalahdengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dualangkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasipelaksanaan instruksi (execute).
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Programo Program merupakan serangkaian langkah-langkah
(a sequence of steps). Pada tiap langkah, dilakukansebuah operasi logika atau aritmatik. Untuk tiap-tiap operasi, disediakan sebuah kode instruksi yangunik.
o Pengertian lain dari program adalah set instruksiyang tersimpan dalam memori.
o Mengapa ada program? Karena Hardwired system,yakni sistem yang instruksinya dikendalikan olehkombinasi hardware (kabel, jumper) tidak fleksibeldan rumit. Maka, Dibuatlah general purposehardware yang bisa menerima control signal. Jeniscontrol signal ini menentukan instruksi yang akandijalankan
o Satu kode instruksi mengandung satu set controlsignal yang dapat dimengerti oleh hardware
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Hardwired systemSumber: cdn.shopify.com/
Sumber: Stalling, 67
6
Eksekusi Program
o Siapa saja yang terlibat dalam eksekusi program?◦ Control Unit di CPU: mengatur aliran program
◦ Memory: menyimpan baris-baris program yang akan dieksekusi dan hasiloutputnya
◦ Arithmetic and Logic Unit (ALU) di CPU: melakukan operasi aritmetik dan logika jika diperintahkan oleh program
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
7
Control Unito Mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer
sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen
o Mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenisinstruksi tersebut.
o Dalam proses intruksi terdiri dari: ◦ PC: Program Counter: Berisi alamat memory untuk mengambil instruksi
selanjutnya
◦ IR: Instruction Register: Menampung instruksi yang diambil dari memory
◦ AC: Accumulator: Penampung sementara untuk data hasil eksekusiinstruksi
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
9
Fetch Cycleo Program Counter (PC) berisi alamat instruksi yang akan dibaca
o Processor membaca instruksi dari alamat memory yang ditunjuk PC
o Increment PC (PC = PC + 1) - kecuali ada perintah lain
o Instruksi di-load ke Instruction Register (IR)
o Processor menterjemahkan isi instruksi dan memerintahkan aksi yang sesuaidg isi instruksi
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Siklus Fetch - Executeo Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari
memori
o Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitunginstruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC)
o PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi
o Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR).
o Instruksi – instruksi ini dalam bentuk kode - kode binner yang dapatdiinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
11
Execute Cycleo Transfer data antara CPU dengan main memory
o Transfer data antara CPU dengan modul I/O
o Data processing (operasi aritmetik / logika terhadap data oleh CPU)
o Control◦ Perubahan urutan program (merubah isi PC) dg instruksi JUMP
◦ Menghentikan program di tengah jalan dg insruksi HALT
o Kombinasi dari hal-hal diatas
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
12
Elemen Siklus Eksekusi❑ Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat
instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahanbilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiapinstruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 kealamat sebelumnya.
❑ Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasimemorinya ke CPU.
❑ Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untukmenentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
❑ Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal inidilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
❑ Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
❑ Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalaminstruksi.
❑ Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Instruksi dan Kode Operasio Pengoperasian prosesor ditentukan oleh instruksi yang dijalankannya, disebut sebagai
instruksi mesin (machine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions).Kumpulan instruksi berbeda yang dapat dijalankan prosesor disebut sebagai set instruksiprosesor.
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Instruksi dan Kode Operasi (2)
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
• Format instruksi terdiri atas dua
bagian yaitu opcode (operation
code) dan Operand (Address,
Number, Characters, Logical
Data)
• Panjangnya instruksi (jumlah bit
instruksi) ditentukan oleh word
length masing-masing sistem
Opcode
ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER
Opcode
ADD Add
SUB Subtract
MUL Multiply
DIV Divide
LOAD Load data from memory
STOR Store data to memory
Contoh instruksi: ADD R, Y
berarti menambahkan nilai yang terdapat pada
data lokasi Y ke isi register R. Dalam contoh ini,
Y mengacu pada alamat lokasi dalam memori,
dan R mengacu pada register tertentu