ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER TUGAS KELOMPOK Kelompok 2 : Hedi Prasetya (14.11.7932) Dedi Styawan (14.11.7933) Bayu Yanuar Riski M. (14.11.7982) Arga Putra P. (14.11.7973) Izzin Nabila (14.11.7980) Irfan F. (14.11.7986) Rahmad Randy P (14.11.7949) Wahid Abdul Hafiz (14.11.7950) Angriawan W. P. (14.11.7992) Sarjah (14.11.7989) Fitri Nur Ivaviany (14.11.7970) Ariyadi Rumata (14.11.7978 Wahyu Budi S. (14.11.7966) Muhammad Hanif (14.11.7975) Hanif Musyahari (14.11.7955)
1. Struktur Dasar Komputer Pada sebuah komputer modern/digital dengan program yang tersimpan didalamnya merupakan sebuah sistem yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Struktur dasar komputer adalah sebagai cara-cara setiap komponen yang menyusun komputer saling berkaitan, komponen-komponen disusun dengan alur-alur bus yang mengalirkan data, alat dan mengendalikan antar komponen tersebut. a. Struktur dasar komputer terdiri dari : Unit masukan (Input Device) Berfungsi untuk menerima masukan kemudian membacanya dan diteruskan ke memory/penyimpanan. Contoh unit masukan : keyboard, mouse, joystick, mic, scanner. Unit kontrol (Control Unit) Berfungsi untuk melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. CU disebut juga sebagai pengatur rumah tangga pada suatu komputer. Tugas dari kontrol unit adalah: Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output Mengambil instruksi-instruksi dari main memory Mengirim instruksi ke aritmatika dan logic unit Menyimpan hasil proses ke main memory
Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit /ALU) Berfunsi untuk melaksanakan pekerjaan perhitungan atau aritmatika dan logika seperti menambah, mengurangi, mengalikan, membagi dan memangkatkan. Selain itu juga melaksanakan pekerjaan seperti pemindahan data, penyatuan data, pemilihan data, membandingkan data dll. Sehingga ALU merupakan bagian inti dari suatu sistem komputer. Unit memori/penyimpanan (Memory/Storage Unit) Berfungsi untuk menampung data/program yang ditrerima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan kesuatu unit keluaran. Pada bagian ini terdapat dua buah memory yaitu RAM (Random Access Memory) yaitu bagian memory yang dapat melaksanakan membaca dan menulis, sedangkan ROM (Read Only Memory) yaitu bagian memory yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis. Memory dibagi dalam dua bagian yaitu memory utama dan cadangan. Unit keluaran (Output Unit) Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memory. Seperti halnya pada unit masukan maka unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (output device) dan media keluaran (output media). Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU). Didalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan. Maka CPU sangatlah penting didalam sebuah perangkat komputer. I/O Ports Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini. IO port seperti USB ports Data Bus Adalah jalur-jalur perpindahan data dalam sistem komputer. Sifatnya dua arah, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini.
Address Bus Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel. Control Bus Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel. 2. Struktur dasar CPU(Central Processing Unit) dan Fungsinya a. Aritmatic and Logic Unit ( ALU ) Fungsi : 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. b. Control Unit Fungsi : Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan 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.
c. Registers Fungsi : Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Mempercepat Proses operasi intruksi pada CPU. d. CPU Interconnection Fungsi : Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus bus eksternal CPU Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register. Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti main memori, piranti masukan/keluaran (I/O)
3. Komponen internal CPU dan Struktur detailnya a. Komponen internal CPU b. Struktur detail CPU
4. Struktur dasar Control Unit ( CU ) dan fungsinya Control Unit Adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yangdilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Fungsi dari CU adalah sebagai berikut: Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses Menyimpan hasil proses ke memori utama Terdapat 3 komponen yang menyusun control unit diantaranya: Sequence Logic, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara keseluruhan. Control Unit Register dan Decoder, berfungsi untuk menuliskan kode atau pesan yang mengindikasikan hasil operasi. Control Memory, berfungsi untuk mengawasi penyimpanan data. Tanpa ketiga komponen di atas komputer tidak dapat bekerja dengan maksimal, maka dari itu control unit merupakan bagian terpenting dalam komputer
5. Fungsi CPU (Central Processing Unit) 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) CPU Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya. CPU I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah aritmatika dan logika terhadap data. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi. 6. Siklus instruksi a. Siklus instruksi mempunyai sub-sub, sebagai berikut : Fetch adalah siklus pengambilan data ke memori atau register Execute: menginterpretasikan opcode dan melakukan operasi yang di indikasikan Interupt: apabila interupt diaktifkan dan interupt telah terjadi, simpan status proses saat itu dan layani interupsi
b. Siklus tidak langsung Eksekusi sebuah instruksi melibatkan sebuah operator AND atau lebih didalam memori, yang masing-masing operator AND memerlukan akses memori Pengambilan alamat-alamat tak langsung dianggap sebagai sebuah subsiklus instruksi atau lebih c. Penjelasan siklus intruksi Siklus intruksi merupakan rangkaian tahapan operasi, yaitu operasi pengambilan (fetch), indirect, eksekusi dan pengolahan interupsi bila ada. Siklus Fetch - Eksekusi Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori. Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC). PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi. instruksi instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR). Instruksi instruksi ini dalam bentuk kode kode biner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudianyang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan.
7. Fungsi dan Tujuan Interupsi a. Pengertian Interupsi Interupsi atau interrupt adalah suatu permintaan khusus pada mikroprocessor untuk melakukan sesuatu, jika terjadi interupsi maka komputer akan menghentikan dahulu apa yang sedang dikerjakan dan melakukan apa yang di minta oleh yang menginterupsi, setelah selesai maka aliran program akan kembali ke pernyataan program sebelum terjadinya interupsi. Interupsi merupakan sub rutin yang sudah tersedia dalam memori komputer. b. Fungsi Interupsi Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU. c. Tujuan Interupsi Secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU. Disamping itu kecepatan eksekusi masing masing modul berbeda. Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul
8. Kelas sinyal interupsi dan proses interupsi a. Kelas sinyal interupsi Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal. Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler. I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi. Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori. b. Proses interupsi Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi instruksi lain. Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor. Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi. Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak