Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit (CPU)ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER

RL204

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER 1

Introduction

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER

freepik.com/macrovector

CPU (Central Processing Unit)o Komponen terpenting dari sistem komputer berperan sebagai pengolah data

berdasarkan instruksi yang diberikan.


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).


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


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


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


8

Siklus Instruksi❑Terdiri dari siklus fetch dan siklus eksekusi


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


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


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


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


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.


Instruksi dan Kode Operasi (2)


• 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


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

Tipe Operasi


18

Terima Kasih


Central Processing Unit (CPU)

Documents

Transcript of Central Processing Unit (CPU)