Pertemuan 5
Central Processing Unit (CPU)
A.Unit Komputer
CPU merupakan pusat dari pengolahan data maupun tempat pemrosesan instruksi progam.Dalam hal ini CPU melakukan beberapa tugas seperti :
1.Mengambil instruksi: membawa instruksi dari memori
2.Interpret instruksi: Instruksi dikodekan untuk menentukan tindakan apa yang diperlukan
3.Mengambil data: Eksekusi suatu instruksi dan memerlukan pembacaan data dari memori maupun modul I/O
4.Mengolah data: Eksekusi suatu instruksi memerlukan pembentukan beberapa operasi aritmatika atau operasi logika
5. Menulis data: hasil suatu eksekusi memerlukan penulisan data ke memori.
B.Komponen Internal CPU:
1. Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas melakukan perhitungan aritmatik dan melakukan pengolahan unit logika boolean Selain itu ALU bertugas melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program.
Operasi logika yang dilakukan menggunakan operator logika, seperti:
- Sama dengan (=)
- Tidak sama dengan (<>)
- Kurang dari (<)
- Kurang dari atau sama dengan (<=)
- Lebih besar dari (>)
- Lebih besar dari atau sama dengan (>=)
Serta instruksi ke dalam dan ke luar CPU.selain itu, untuk megontrol
operasi ALU. Tugas CU:
- Mengatur dan mengendalikan alat I/O
- Mengambil instruksi-instruksi dari memori
- Mengambil data dari main memory kalau diperlukan oleh proses
- Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau logika
- Menyimpan hasil proses ke main memory
A. Register terlihat oleh pengguna
B. Register Kontrol dan Status
A.Register Terlihat oleh pengguna
Dimana seorang programmer mengoperasikan dengan bahasa mesin bisa memperkecil acuan memori utama dengan mengoptimalkan penggunaan memori.
Beberapa kategori register ini adalah: Register bertujuan Umum, Register Data, Register Alamat, dan Register Kode Kondisi.
- Register bertujuan Umum : Di gunakan untuk berbagai macam fungsi dan bisa untuk fungsi pengalamatan sebuah computer.
- Register Data : Hanya di gunakan untuk menampung data dan tidak bisa untuk kalkulasi alamat operand.
- Register Alamat : Untuk menampung pengalamatan data seperti:
2.Register Indeks( menampung alamat indeks )
3.Pointer Stack(menyimpan alamat stack,mungkin adanya alamat tersembunyi seperti push
dan pop)
- Register Kode Kondisi : set bit oleh CPU sebagai hasil operasi, atau disebut juga sebagai flag.
Unit control yang di gunakan untuk mengontrol operasi CPU dan S/O dalam mengontrol eksekusi program.
Register untuk eksekusi instruksi adalah:
1. Program Counter (PC): yang berisi alamat instruksi yang diambil
2. Instruction Register (IR): yang berisi instruksi yang paling akhir diambil
3. Memory Address Register (MAR):yang berisi alamat lokasi dalam memori
4. Memory Buffer Register (MBR): yang berisi data word dan dituliskan ke memori atau word yang terakhir dibaca.
Siklus Instruksi pada Register
4. CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU dan bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan system lainnya, seperti memori utama dan piranti I/O.Ada beberapa macam CPU Interconnection:
o Control Bus : mengontrol semua Komponen yang ada di CPU
o Data Bus : Proses Pengolahan data dalam CPU
o Address Bus : proses pengalamatan computer yang di lakukan di CPU
C.Fungsi CPU
Berguna untuk menjalankan progam yang telah disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksinya dan kemudian di uji sehingga instruksi tersebut di eksekusi satu persatu sesuai alur perintah.Ada dua langkah dalam pengolahan instruksi pada CPU yaitu: operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute).
Berikut beberapa alat proses dalam Komputer :
D.Siklus Instruksi
- Siklus Fetch-Eksekusi
• Progam Counter (PC),dimana register berfungsi untuk mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya,dan akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi.
• Dan selanjutnya instruksi yang di baca akan di bentuk dalam bilangan biner dalam hal ini Instruction Register (IR) melakukan aksi yang diperlukan.aksi yang dilakukan adalah sebagai berikut :
a. Perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.
b. Perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.
c. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.
d. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja.
E.Fungsi Interupsi
- Fungsinya untuk mekanisme penghentian atau pengolahan pengolahan instruksi dari CPU kepada Routine onterupsi.
- Memori dan Input/Output memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.
- Tujuan secara umum untuk mengatur pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antara CPU,Modul-modul I/O,dan memori.
a. Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusin program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, operasi ilegal.
b. Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor.
c. I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
d. Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.
- Mekanisme interupsi
• Setelah modul selesai menjalankan tugas maka modul ini akan menerima tugas berikutnya sehingga modul ini akan mengirim permintaan interupsi ke prosessor.
• Kemudian prosessor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menjalankan interupsi.
• Saat penerimaan sinyal di prosessor,kemungkinan ada dua tindakan yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak.
• Jika di tangguhkan peosessor akan melakukan :
1. Akan menangguhkan eksekusi progam yang dijalankan dan menyimpan konteksnya (menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan di eksekusi data lain).
2. Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine
interrupt handle
3. progam interupsi telah selesai,sehingga prossesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali.
- Gambar Posessor
EmoticonEmoticon