Sabtu, 03 Januari 2015

SISTEM BUS DAN ALU



CPU



Unit Pengolah Pusat (UPP) (bahasa Inggris: CPU, singkatan dari Central Processing Unit), merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain, prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

Cara kerja CPU:


    1.     Membaca, mengkodekan dan mengeksekusi instruksi program

    2.     Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.

    3.     Merespon interupsi dari luar.
    4.     Menyimpan data untuk sementara waktu menyediakan clock dan sinyal kontrol kepada        sistem.

Fungsi CPU

           CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui Source

Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu :

1. Unit Kontrol yang mampu mengatur jalannya program.



2. Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang  digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses.

3. ALU unit ini yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang

4. CPU Interconnections adalah sisem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU.





SISTEM BUS
 
        BUS sistem terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen yang menghubungkan komponen-kompoen utama komputer (CPU, Memori. I/O). Sistem bus adalah penghubunga bagis keseluruhan komponen-komponen dalam menjalankan tugasnya.








 

Sruktur Sistem BUS

1. Saluran data
Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Lebar bus data perupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan.

2. Saluran Alamat
Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data.

3. Saluran Kontrol
Saluran kontrol digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data.



Beberapa BUS utama dalam sistem komputer modern:

1. Bus Processor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke chace atau memori utama ke chipset kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP).
2. Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan.

3. Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral.
4. Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)
5. Bus PCI-X
6. Bus ISA (Industry Standard Architecture)
7. Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)
8. Bus MCA (Micro Channel Architecture)

9. Bus SCSI (Small Computer System Interface). Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar.

10. Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI.



sumber:


http://bukutuliskecil.blogspot.com/2014/12/tugas-5-cpu.html

ARSITEKTUR SET INSTUKSI

ARSITEKTUR SET INSTUKSI

Set instruksi (instruction set) adalah sekumpulan lengkap instruksi yang dapat di mengerti oleh sebuah CPU, set instruksi sering juga disebut sebagai bahasa mesin (machine code), karna aslinya juga berbentuk biner kemudian dimengerti sebagai bahasa assembly, untuk konsumsi manusia (programmer), biasanya digunakan representasi yang lebih mudah dimengerti oleh manusia.
Sebuah instruksi terdiri dari sebuah opcode, biasanya bersama dengan beberapa informasi tambahan seperti darimana asal operand-operand dan kemana hasil-hasil akan ditempatkan. Subyek umum untuk menspesifikasikan di mana operand-operand berada (yaitu, alamat-alamatnya) disebut pengalamatan
Elemen-elemen instruksi:
1.      Operation code (op code)
2.      Source operand reference
3.      Result operand reference
4.      Next instruction preference

Jenis instruksi 

1.       Data processing: Arithmetic dan Logic Instructions
2.      Data storage: Memory instructions
3.      Data Movement: I/O instructions
4.      Control: Test and branch instructions

Teknik pengalamatan

Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitektur disebagian unit pengolah pusat (CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan bagaimana bahasa mesin petunjuk dalam arsitektur untuk mengidentifikasi operan dari setiap instruksi. Sebuah mode pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan menggunakan informasi yang diadakan di register dan / atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.

1.Direct Absolute (pengalamatan langsung)

Syntax
Effectif adress
Loc
EA=Loc
Add,R1
R1←[R1]+[100]


Kelebihan

1.       Field alamat berisi efektif address sebuah operand
2.       Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer ecil
3.       Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus

Kelemahan

1.       Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word Contoh: ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator

2.Immidiate


Syntax
Effectif adress
#value
Operand=value
Add #10,R1
R1←[R1]+10

Keuntungan

            Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan cepat

Kekurangan
            Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat

3.Indirect register

1.       Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung
2.       Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register.
3.       Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
4.       Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung.
           
Syntax
Effectif adress
(Ri)
EA=[Ri]
Add,(R1),R1
R1←[R1]+[[R1]]


4.Indirect-memori
           
Pengalamatan tidak langsung dapat digunakan untuk kode atau data.. Hal ini dapat membuat pelaksanaan pointer atau referensiatau menanganilebih mudah, dan juga dapat membuat lebih mudah untuk memanggil subrutin yang tidak dinyatakan dialamati. Pengalamatan tidak langsung tidak membawa hukuman performansi karena akses memori tambahan terlibat.
           
Beberapa awal minicomputer (misalnya Desember PDP-8, Data General Nova) hanya memiliki beberapa register dan hanya rentang menangani terbatas (8 bit).Oleh karena itu penggunaan memori tidak langsung menangani hampir satu-satunya cara merujuk ke jumlah yang signifikan dari memori.


Desain set instruksi

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya :

1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
3. Kompatibilitas :
       - Source code compatibility
      - Object code compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :

a. Operation Repertoire, berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan dan berapa     sulit       operasinya.
b. Data Types, tipe / jenis data yang dapat diolah.
c. Instruction Format, panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
d. Register, banyaknya register yang dapat digunakan.
e. Addressing, mode pengalamatan untuk operand.



sumber:
http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi