Organisasi Komputer 4

Report
Organisasi Komputer :
Struktur dan Fungsi Komputer 2
Komponen-Komponen Komputer

Rancangan arsitektur Von Nouman didasarkan pada 3
konsep utama yaitu diantaranya :



Data dan instruksi-instruksi disimpan di memori baca tulis
tunggal
Memori dapat dialamati dengan lokasi, tidak tergantung ada
jenis data yang berada didalamnya
Eksekusi terjadi dengan cara sekuensial dari instruksi yang
satu ke instruksi berikutnya.
Pelajaran Minggu lalu
Struktur CPU
Struktur CPU
Computer
I/O
System
CPU
Bus
Memory
Registers
Arithmetic
and
Login Unit
Internal CPU
Interconnection
Control
Unit
Struktur detail internal CPU
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.
Sehingga langkah-langkah pada operasi CPU , yaitu :
operasi :


Pembacaan instruksi (fetch) dan
Pelaksanaan instruksi (execute)
langkah-langkah pada operasi


Fetch instruksi adalah operasi umum bagi setiap
instruksi dan terdiri dari pembacaan instruksi dari suatu
lokasi di dalam memori.
Eksekusi instruksi dapat melibatkan sejumlah operasi
dan tergantung dari sifat-sifat instruksi.
Eksekusi program

Pada dasarnya, eksekusi program akan terhenti apabila
terjadi 3 kemungkinan diantaranya :



Mesin dimatikan
Terjadi kesalahan
Terdapat instruksi program yang menghentikan komputer
Siklus instruksi
M(X) = isi lokasi
memori yang
alamatnya X
(X:Y) = bit X sampai
dengan Y
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 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 binner
yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian
dilakukan aksi yang diperlukan
Aksi dari CPU




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 operasi
aritmatika dan logika terhadap data.
Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi
atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.
Diagram siklus instruksi
Keterangan



Instruction Address Calculation (IAC), yaitu
mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi
berikutnya yang 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.
Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu
menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi
yang 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.
Interupsi


Interupsi adalah 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
Jenis Interupsi
Program
Timer
I/O
Hardware
failure
Dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi
sebagai hasil dari suatu eksekusi instruksi, seperti
arithmetic overflow, pembagian dengan nol, usaha
mengeksekusi instruksi mesin yang illegal dan
referensi ke luar memori pengguna yang
diperbolehkan.
Dibangkitkan oleh timer di dalam processor.
Memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsifungsi tertentu secara regular.
Dibangkitkan oleh I/O controller. Untuk memberi
signal penyelesaian normal suatu operasi atau
memberi signal berbagai kondisi error.
Dibangkitkan oleh kegagalan seperti kegagalan daya
atau memory parity error

Interupsi disediakan terutama sebagai cara untuk
meningkatkan efisiensi pengolahan, karena sebagian besar
perangkat eksternal jauh lebih lambat dibandingkan
prosesor.
Contoh

Bahwa processor sedang melakukan pemindahan data ke
printer dengan menggunakan pola siklus instruksi seperti
pada gambar berikut




Setiap kali setelah melakukan operasi penulisan, CPU akan
berhenti dan berada dalam keadaan idle sampai printer
menerima seluruh data.
Lamanya berhenti dapat ratusan bahkan ribuah siklus
instruksi yang tidak melibatkan memori.
Jelas hal ini sangat menyianyiakan kemampuan processor.
Dengan adanya interrupt, processor dapat diperintahkan
untuk mengeksekusi instruksi-instruksi lainnya pada saat
operasi-operasi I/O sedang dilaksanakan.
Interrupt dan Siklus Instruksi





Dengan memakai interrupt, processor dapat dipakai dalam
mengeksekusi instruksi-instruksi lainnya operasi I/O sedang
dilaksanakan.
Setelah beberapa instruksi dieksekusi, kontrol
mengembalikannya ke program pengguna.
Sementara itu, perangkat eksternal berada dalam keadaan sibuk
menerima data dari memori komputer dan mencetak data.
Operasi I/O dilakukan secara konkuren dengan eksekusi
instruksi-instruksi pada program pengguna.
Dari sudut pandang program pengguna, interrupt adalah
sebuah interupsi terhadap rangkaian eksekusi normal. Bila
pengolahan interrupt selesai, maka eksekusi kembali dilakukan.
Multiple Interrupt


Sebuah program dapat menerima data dari suatu saluran
komunikasi dan mencetak hasilnya.
Misal : Printer akan menghasilkan sebuah interrupt setiap
kali menyelesaikan sebuah operasi cetak. dan Pengontrol
saluran komunikasi akan menghasilkan sebuah interrupt
setiap kali satu satuan data tiba
Dua Pendekatan

Menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu
interupsi ditangani prosesor.


Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan /
sekuensial. Pendekatan ini cukup baik dan sederhana karena
interupsi ditangani dalam ututan yang cukup ketat.
Pendekatan kedua adalah dengan mendefinisikan prioritas
bagi interupsi dan interrupt handler mengizinkan interupsi
berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu.

Pedekatan ini disebut pengolahan interupsi bersarang.
Sekian dan terima kasih

similar documents