Struktur Central Processing Unit Universitas Mercu Buana Yogyakarta

Transkripsi

1 P4 Struktur Central Processing Unit Universitas Mercu Buana Yogyakarta A. Sidiq P. 1

2 Program Concept Hardwired systems are inflexible General purpose hardware can do different tasks, given correct control signals Instead of re-wiring, supply a new set of control signals 2

3 What is a program? A sequence of steps For each step, an arithmetic or logical operation is done For each operation, a different set of control signals is needed 3

4 4

5 CPU (Central Processing Unit) Komponen terpenting dari sistem komputer Komponen pengolah data berdasarkan instruksi yang diberikan kepadanya Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen 5

6 Komponen Utama CPU 1. Arithmetic & Logic Unit (ALU) 2. Control Unit 3. Registers 4. CPU Interconnections 6

7 Arithmetic Logic Unit (ALU) Bertugas membentuk fungsi fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut bahasa mesin (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. 7

8 Control Unit Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. 8

9 Register Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk : Menyimpan data saat diproses, atau Data untuk pengolahan selanjutnya. 9

10 CPU Interconnections Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus bus eksternal CPU Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register register. Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti memori utama, piranti I/O. 10 SQ - dnd_07june07@live.com

11 Computer Components:Top Level View 11

12 Fungsi CPU Menjalankan program program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah. Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute) 12

13 Siklus Instruksi Two steps: Fetch Execute 13

14 Fetch Cycle Program Counter (PC) holds address of next instruction to fetch Processor fetches instruction from memory location pointed to by PC Increment PC Unless told otherwise Instruction loaded into Instruction Register (IR) Processor interprets instruction and performs required actions 14

15 Execute Cycle Processor-memory data transfer between CPU and main memory Processor I/O Data transfer between CPU and I/O module Data processing Some arithmetic or logical operation on data Control Alteration of sequence of operations e.g. jump Combination of above 15

16 Contoh Program Execution 16

17 Instruction Cycle State Diagram 17

18 Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yg akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya. Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU. 18

19 Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yg akan dibentuk dan operand yang akan digunakan. Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan 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 dalam instruksi. Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori 19