organisasi komputer & organisiasi prosesor · 2018. 7. 16. · organisasi komputer organisasi...

of 38/38
Organisasi Komputer Organisasi Komputer & Organisiasi Prosesor

Post on 10-Feb-2021

3 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Organisasi Komputer

    Organisasi Komputer & Organisiasi Prosesor

  • • Komputer adalah mesin elektronik

    yang dapat melakukan operasi-

    operasi aritmatik dan lojik.

    • Komputer terdiri dari sistem

    interkoneksi:

    – Prosesor,

    – Memori, dan

    – Input/Output (I/O)

    2

  • • Prosesor, formalnya central processing unit (CPU), tugasnya melakukan eksekusi instruksi.

    • Memori atau memori utama, digunakan untuk menyimpan data dan program sementara selama proses komputer.

    • Input/Output

    – Input devices menerima data atau perintah dan mengirimkan ke CPU.

    – Output devices menampilkan data yang sudah diproses (informasi) yang dapat dimengerti dan dapat digunakan.

    3

  • 4

  • 5

  • 6

  • ControlUnit

    Timing

    ALU

    Register

    Address Bus

    Data Bus

    Control Bus

    Internal

    Control

    Clock

    Power

    Supply

    Inte

    rnal B

    us

    7

  • Setiap prosesor memiliki beberapaperbedaan dan keistimewaan, tetapiorganisasi dasarnya terdiri dari 3 bagian:

    Arithmatic Logic Unit (ALU),

    Register

    Control Unit (CU).

    8

  • • Arithmatic and Logical Unit (ALU), melakukan operasi

    aritmatik (penjumlahan dan pengurangan) dan operasi

    logika (OR, AND, INVERT, dan EXOR).

    • Register, adalah memori kecepatan tinggi yang digunakan

    untuk menyimpan informasi selama operasi CPU.

    • Control Unit (CU), bertanggung jawab untuk fetching instruksi

    dari memori utama dan menentukan tipenya (artinya). Dalam

    tugasnya, CU membangkitkan sinyal kontrol yang mengontrol

    aliran informasi di dalam CPU.

    9

  • 10

  • 11

  • ALU melakukan operasi aritmatik dan lojik pada operand-operand.

    Operand-operand tersebut disimpan sementara di dalam register. Pada beberapa prosesor hasiloperasi disimpan pada register khusus yang disebutakumulator.

    Tipe operasi ditentukan oleh control unit yang mendekode instruksi yang difetch dan kemudianmengumpankan ke ALU dengan sinyal-sinyal kontrolyang sesuai.

    12

  • • General Purpose Register (GPR)

    • Program Counter (PC) atauInstruction Pointer (IP)

    • Instruction Register (IR)

    • Buffer Register

    • Status Register

    • Stack Pointer

    13

  • General Purpose Register (GPR) digunakanuntuk menyimpan alamat dan data sementara

    selama operasi prosesor.

    14

  • • PC berisi alamat awalprogram, atau alamatinstruksi yang akan di-fetch.

    • PC ditambah setiap instruksi

    baru di-fetch, sehingga PC

    selalu menunjuk pada lokasi

    instruksi berikutnya.

    15

  • • Instruksi-instruksi program terdiri dari opcode dan fieldalamat.

    • IR mengekstrak instruksi dari data buffer register hanyabagian opcode-nya saja.

    • Setelah itu control unit mendekode isi IR danmembangkitkan sinyal kontrol yang menghidupkankegiatan sesuai dengan instruksi tersebut.

    16

  • • Data Buffer Register : memisahkan bus data eksternaldengan bus internal CPU.

    • Address Buffer Register : memisahkan bus alamateksternal dengan bus internal CPU.

    • Dalam beberapa kasus buffer register dapat berupagerbang penyangga saja.

    17

  • • Status register menyimpan word status program yang terdiri dari bit-bit flag dan bit-bit kontrol.

    • Flag diset secara otomatis oleh kejadian tertentuselama operasi aritmatik dan lojik.

    • Bit kontrol diset oleh program agar meng-enablemode-mode operasi CPU.

    18

  • • Control unit (CU) membangkitkanurutan sinyal yang berasal dari clock.

    • Tipe urutan sinyal tergantung padaopcode dari masukan yang diberikandari sumber luar ke CPU.

    • Masukan eksternal tersebut dapatmerupakan permintaan interupsi padaprogram (interupt request).

    19

    ControlUnit

    Control

    Logic

    Control

    ROM

    IR

  • • Sinyal kontrol internal untuk pengaktifan ALU dan pembukaan/penutupan data path antar register.

    • Sinyal kontrol eksternal ditujukan untuk memori dan I/O. Sinyal ini dikirimkan untuk pengaktifan transfer data atau sebagai tanggapan terhadap interupsi dan permintaan bus.

    20

  • • Biasanya CU menggunakan microcoding.

    • Microcoding mengacu pada penggunaan pola biner untuk mengenkode sinyal kontrol pada setiap langkah.

    • Setiap pola menempati satu lokasi read-only memory (ROM) dan disebut microinstruction.

    • Urutan microinstruction disebut microprogram.

    21

  • ControlUnit

    Timing ABR

    DBR

    ALU

    GPR

    StackPointer

    Status

    Register

    PC/IP

    ControlLogic

    Control

    ROM

    IR

    Address Bus

    Data Bus

    External Control

    External Input

    InternalControl

    Clock

    Power

    Supply

    Inte

    rna

    l B

    us

    Ke

    Memori

    dan IO

    Ke Memori

    dan IO

    22

  • 23

  • A0

    A1

    Memory

    A0

    A1

    IO

    Address Bus

    Da

    ta B

    us

    Control Bus

    A0

    A1

    A2

    CPU

    R/W

    R/W

    R/W

    CS

    CS

    24

  • 25

  • • Program komputer, atau program saja, adalahurutan instruksi, ditulis untuk melakukan tugas tertentu pada komputer.

    • Program ditulis oleh Programmer menggunakanbahasa pemrograman.

    • Instruksi program dapat dieksekusi oleh CPU apabilaberada di RAM.

    • Saat menjalankan program, program dipanggil darihard disk untuk dimual (load) di RAM

    26

  • 27

  • 28

    CPU bertugas untuk mengeksekusi program yang tersimpan dalam memori utama dengan melakukan:

    • Fetching instruksi dari memori utama

    • Dekode instruksi di Control Unit

    • Eksekusi instruksi di ALU

  • Execute

    29

  • 30

    Store: menyimpan hasil di RAM

  • • CPU melakukan FETCHING instruksi kememori yang alamatnya ditunjukkanoleh IP

    • CPU menerima instruksi melalui bus data:

    – Instruksi masuk ke IR

    – Instruksi di-DECODE oleh decode unit

    • Instruksi dieksekusi oleh ALU (Execute Unit)

    • Hasil eksekusi disimpan di GPR

    31

  • 32

  • 33

  • • Kecepatan ini dinyatakan dalammillions instruction per second (MIPS).

    • MIPS ditentukan oleh frekuensi Clock

    • Frekuensi Clock:

    – 4.7 MHz (PC tahun 80-an)

    – 3 GHZ (PC tahun 2000-an)

    34

  • 35

    Frek (f) T = 1/f 1 Instruksi (FDE)

    5 Hz 0.2 S 0.6 S

    5 kHz 0.2 mS 0.6 mS

    5 MHz 0.2 uS 0.6 uS

    5 GHz 0.2 nS 0.6 nS

    T

  • Frek (f) T = 1/f 1 Instruksi (FDE)

    5 Hz 0.2 S 0.6 S

    5 kHz 0.2 mS 0.6 mS

    5 MHz 0.2 uS 0.6 uS

    5 GHz 0.2 nS 0.6 nS

    36

  • Kecepatan FDE ditentukan olehfrekuensi Clock

    37

  • 38