Pemrosesan instruksi

Pertemuan ke 4Tenia Wahyuningrum

Pemrosesan instruksi

• Kumpulan instruksi disebut program• Program yang akan diproses dan

data yang akan diolah harus diletakkan dulu di main memory

• Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan instruksi disebut cycle time

• Mencakup 2 tahap– Instruction fetch– Instruction execute

Pemrosesan instruksi

Instruction fetch

• Tahap pertama dari pemrosesan suatu instruksi oleh cpu

• Proses cpu mengambil atau membawa atau menjemput instruksi dari memory ke cpu

• Disebut juga fetch phase, fetch cycle, atau instruction cycle

Langkah-langkah instruction fetch

• Alamat instruksi pada PC(Program Counter) register diletakkan di MAR (Memory Address Register).

• MAR dihubungkan dengan MM melalui address bus, sehingga alamat dari instruksi tersebut dikirimkan ke MM lewat address bus

• Sementara itu CU(Control Unit) mengirimkan sinyal permintaan baca instruksi lewat control bus untuk instruksi di alamat yang dikirimkan lewat address bus

• Setelah mengirimkan sinyal permintaan, CPU menunggu sampai menerima sinyal jawaban dari MM yang dikirimkan balik lewat CU bahwa pengiriman instruksi telah dilakukan dan telah berada di MDR (Memory Data Register) lewat data bus

• Instruksi yang telah berada di MDR dipindahkan oleh CPU ke IR (instruction register)

• Alamat instruksi yang sebelumnya di PC ditambah satu yang merupakan alamat dari instruksi berikutnya di MM

Fetch cycle

• MAR PC• Sinyal baca• Tunggu sinyal balasan dari MM• IRMDR• PCPC+1

Instruction execute

• Proses dari cpu untuk mengerjakan instruksi yang sudah dijemput dair MM dan sudah berada di IR

• CU mengartikan instruksi, menentukan dan mengerjakan operasi apa yang harus dilakukan

• Hasil pengolahannya kembali ke MM

• Bila operasi yang dilakukan membutuhkan data, maka data tersebut harus dijemput dari MM

• Data yang sudah ada di MDR dikirim oleh CU ke OR

• Data yang sudah ada di OR siap diolah oleh ALU

• Bila hasil pengolahan data akan direkamkan kembali ke MM maka langkahnya sbb :– Alamat dari MM tempat data akan direkamkan,

ditunjukkan oleh operand alamat diletakkan di MAR dan dikirimkan ke MM lewat address bus

– Data hasil pengolahan yang ada di accu dipindahkan ke MDR

– CU mengirimkan sinyal permintaan tulis ke MM lewat control buss

– CU menunggu sinyal balik jawaban dari MM bahwa perekaman data sudah dilakukan

Cycle time

• Waktu yang dibutuhkan oleh instruction fetch dan instruction execute

Cycle time

Instruction timeMengambil instruksi dari MM

Execution timeMengartikan instruksiMengerjakan instruksiHasilnya ke MM

400401402

405

400401402

405

PC MAR

400= A+B401=A=2402=B=3

405=52 + 3 A + B

A + B23

5

Address bus

Address bus

ALU IR MDR

Data busData bus

MM

5 23

ACCU OR CU

baca

tulis

balasan

Instruction Register

Register yang berhubungan dengan instruksi yang sedang diproses adalah IR dan program counter.

IR disebut juga program register digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses.

Program yang berisi kumpulan instruksi, pertama kali ditempatkan di memory.

Pemrosesan program dilakukan instruksi per instruksi. Instruksi yang mendapat giliran untuk diproses diambil dari memory dan disimpan di IR.

Program Counter

PC disebut control counter atau instruction counter adalah register yang digunakan untuk menyimpan alamat (address) lokasi dari main memory yang berisi instruksi yang sedag di proses.

Selama pemrosesan instruksi yang dilakukan CPU, isi dari PC diubah dengan alamat dari main memory yang berikutnya yang berisi instruksi selanjutnya yang mendapat giliran untuk di proses.

Sehingga bila pemrosesan sebuah instruksi selesai dilakukan, tidak ada waktu yang terbuang untuk mencari jejak dari instruksi berikutnya yang akan diproses, karena alamat atau letak dari instruksi tersebut sudah berada di PC.

General Purpose Register

Register yang berhubungan dengan data yang diproses adalah GPR.

Untuk beberapa komputer GPR diberi simbol R0, R1, R2, ... Rn yang mempunyai kegunaan umum, misalnya untuk menampung data yang sedang diolah disebut Operand Register, dan untuk menampung hasil pengolahan disebut accumulator.

OR dan ACCU

OR digunakan untuk menampung data atau operand yang sedang dioperasikan.

ACCU adalah register yang digunakan untuk menyimpan hasil dari operasi aritmatika dan operasi logika yang dilakukan oleh ALU.

Konsep penting yang mempengaruhi kecepatan dari prosesor adalah ukuran dari register.

Istilah word size menggambarkan ukuran dari operand register yang berkisar antara 8 s.d 64 bit.

Misalnya operand register mempunyai word size 16 bit, maka prosesor tersebut disebut dengan 16 bit prosesor, selanjutnya sering disebut sebagai komputer 16 bit.

MAR, MDR

Register lainnya yang digunakan sebagai jembatan antara CPU dan MM adalah Memory Address Register dan Memory Data Register. Register ini yang dihubungkan dengan MM melalui suatu jalur yang disebut bus.

Memory Data Register digunakan untuk menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari MM ke CPU atau menampung data yang akan direkamkan ke MM dari hasil pengolahan oleh CPU.

Instruksi atau data yang diambil dari main memory dikirimkan ke CPU lewat data bus dan diterima terlebih dahulu di MDR, dan akan dipindahkan ke IR bila berbentuk instruksi atau ke OR bila berbentuk data.

Demikian juga bila hasil operasi yang ada di accumulator akan disimpan ke MM, maka diletakkan terlebih dahulu ke MDR.

Sedangkan MAR digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi di MM yang akan diambil atau yang akan disimpan.

Bila instruksi atau data akan diambil dari MM, maka MM harus diberitahu lebih dahulu letak alamat dari data atau instruksi tersebut MM.

Alamat tersebut diletakkan di MAR oleh CU dan dikirimkan ke MM lewat address bus.

Tenia wahyuningrumTenia W

@Tenia_W

tenia@st3telkom.ac.id