Materi 5: Processor Structure & Function

Transkripsi

1 Materi 5: Processor Structure & Function I Nyoman Kusuma Wardana Sistem Komputer STMIK STIKOM Bali

2 Organisasi Prosesor Organisasi Register Kusuma Wardana, M.Sc. 2

3 Bagian 2 Utama Komputer: Top level view Komputer terdiri atas: 1. CPU 2. Memory 3. I/O 4. Interconnection Gambar Struktur Utama Komputer Kusuma Wardana, M.Sc 3

4 Gambar Struktur Top-level Komputer Kusuma Wardana, M.Sc 4

5 Komponen 2 komputer digambarkan sbb: PC = Program Counter IR = Instruction Reg. MAR = Memory Addrs Reg. MBR = Memory Buffer Reg. I/O AR = I/O Address Reg I/O BR = I/O Buffer Reg. Kusuma Wardana, M.Sc 5

6 Utk memahami organisasi dr prosesor, kita hrs memahami bbrp hal yg harus dilakukan oleh prosesor, sbb: 1. Fetch instruction prosesor membaca instruksi dr memori 2. Interpret instruction instruksi diterjemahkan utk mengetahui aksi 2 apa yg diperlukan 3. Fetch data eksekusi dr suatu instruksi mungkin memerlukan pembacaan data dr memori atau modul I/O Kusuma Wardana, M.Sc. 6

7 4. Proses data eksekusi dr suatu instruksi mungkin memerlukan operasi aritmatika atau logika thdp data 5. Write data hasil dr eksekusi mungkin perlu utk ditulis ke memori atau modul I/O Kusuma Wardana, M.Sc. 7

8 Utk melakukan proses2 tsb maka prosesor wajib memerlukan penyimpan data secara sementara Prosesor hrs mengingat lokasi instruksi terakhir shg tahu dmn instruksi selanjutnya Prosesor jg hrs menyimpan instruksi & data sementara selama instruksi diseksekusi Dgn kata lain, prosesor memerlukan memori internal Kusuma Wardana, M.Sc. 8

9 Amati gb berikut: Gambar tsb adlh penyederhanaan sebuah prosesor Komponen utama ALU dan Control Unit Trdpt jg memori internal register Kusuma Wardana, M.Sc. 9

10 Amati gb berikut: Gambar tsb adlh gambar lebih detail sebuah prosesor Diperlihatkan bagian2 penyusun ALU: status flag, shifter, complementer & arithmetic and Boolean logic Terdpt pula internal procesor bus Kusuma Wardana, M.Sc. 10

11 Mari fokus pada REGISTER Register juga salah satu bentuk memori Kusuma Wardana, M.Sc. 11

12 Amati hirarki memori berikut: Hirarki memori Kusuma Wardana, M.Sc. 12

13 Sifat hirarki dr atas ke bawah: 1. Menurunnya harga perbit 2. Meningkatnya kapasitas 3. Makin lambat waktu akses 4. Menurunnya akses frekuensi oleh memori Kusuma Wardana, M.Sc. 13

14 Dgn demikian, terdapat suatu memori yg: Lebih kecil, lebih cepat & lebih mahal digabungkan dgn memori yg: lebih besar, lebih lambat & lebih murah Kusuma Wardana, M.Sc. 14

15 Amati bahwa register berada pd posisi paling atas dr struktur hirarki memori Register pd prosesor mengemban dua peranan: 1. User-visible register: memungkinkan programmer bhs mesin atau asembly mengoptimalkan penggunaan register 2. Control and status register: digunakan oleh control unit utk mengontrol operasi prosesor Kusuma Wardana, M.Sc. 15

16 User-visible Register Register dlm peranannya sbg user-visible register, dpt dikategorikan sbb: 1. General purpose register 2. Data register 3. Address register 4. Condition codes register Kusuma Wardana, M.Sc. 16

17 General purpose register dpt ditugaskan utk berbagai fungsi Data register dikhususkan utk menyimpan data Address register utk menyimpan alamat (misal sbg stack pointer) Condition codes register dikenal sbg flag. Digunakan sbg penanda hasil operasi, misal bernilai positif, negatif, zero, atau overflow Kusuma Wardana, M.Sc. 17

18 Control and Status Register Adalah Register dlm peranannya utk mengontrol operasi dr prosesor Umumnya invisible (tidak terlihat ) oleh user Empat register yg penting: 1. Program Counter (PC) 2. Instruction Register (IR) 3. Memory Address Register (MAR) 4. Memory Buffer Register (MBR) Kusuma Wardana, M.Sc. 18

19 Abd-El-Barr, M., El-Rewini, H., Fundamentals of Computer Organization and Architecture, John Wiley&Sons, Inc. Stallings, W., 2010, Computer Organization and Architecture: Designing for Performance 8 th edition, Prentice Hall Hamacher,C., Vranezic, Z., Zaky, S., Manjikian, N., 2012, Computer Organization and Embedded Systems 6 th edition, McGrawHill Kusuma Wardana, M.Sc. 19