CPUCentral Processing Unit ( CPU ) Merupakan komponen terpenting dari sistem komputer, Komponen pengolah data berdasarkan

instruksi yang diberikan kepadanya dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen

2

Aktivitas Dari CPUMengambil Instruksi/Fetch Instruction Mengambil Data/Fetch Data Mengolah Data/Process Data Menulis Data/Write Data

Komponen Utama Dari CPUAritmatic Logic Unit (ALU) Kontrol Unit Registers CPU Interconection

Aritmatic Logic Unit (ALU)Bertugas membentuk fungsi fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (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.

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

4

Control UnitBertugas 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.

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

5

RegistersMedia penyimpan internal CPU yang

digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan

selanjutnya.Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org 6

CPU InterconnectionsSistem 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 masukan/keluaran

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

7

Bagan Komponen Internal CPU

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

8

Struktur Detail Internal CPU

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

9

Fungsi CPUMenjalankan 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)

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

10

ORGANISASI REGISTER

Sistem komputer menggunakan hirarki memori Pada tingkatan yang atas, memori yang lebih cepat, lebih kecil, dan lebih mahal (per bit)

Didalam CPU terdapat sekumpulan Register yang tingkatan memorinya berada diatas hirarki memori utama dan cache

KELAS-KELAS REGISTER

Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer). Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori. Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus. Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point). Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya. Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD. Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register. Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.

Fungsi Register CPU

User visible-RegisterRegister ini memungkinkan programmer bahasa mesin dan bahasa assembler meminimalkan referensi main memory dengan cara mengoptimasi penggunaan register

Control & Status RegisterRegister ini digunakan oleh unit kontrol untuk mengontrol operasi CPU dan oleh program sistem operasi untuk mengontrol eksekusi program

User Visible Register

UVR merupakan register yang dapat direferensikan dengan menggunakan bahasa mesin yang dieksekusi oleh CPU. Kategorinya : General Purpose Data Alamat Kode-kode Kondisi

Register Data dan Alamat

Register

data

hanya

dapat

dipakai

untuk

menampung data dan tidak dapat digunakan untuk kalkulasi dan alamat operand.

Register alamat menyerupai generalpurpose, atau register-register tersebut dapatdigunakan untuk mode pengalamatan Tertentu. Contohnya : Segment pointer, Register Index, Stack pointer.

1. 2.

Segment Pointer,Register segmen menyimpan alamat berbasis segmen. Mungkin terdapat beberapa register, misalnya satu register untuksistem operasi dan satu register untuk proses saat itu.

1.

Register Index,Untuk alamat-alamat yang terindeks dan mungkin autoindexed

1.

Stack Pointer,apabila terdapat pengalamatan stack yang user-visible, maka biasanya stack berada di dalam memori dan terdapat register dedicated yang menunjuk ke bagian atas stack.

2.

Memungkinkan pengalamatan implisit, yaitu push, pop, dan instruksi stack lainnya tidak perlu operand stack eksplisit

Register yang penting bagi eksekusi instruksi

Program Counter (PC) atau Pencacah Program berisi alamat instruksi yang akan diambil

Instruction Register (IR) berisi instruksi yang terakhir diambil

Memori Address Register (MAR) berisi alamat sebuah lokasi di dalam memori

Memori Buffer Register (MBR) berisi sebuah word data yang akan dituliskan ke dalam memori atau word yang terakhir dibaca

Siklus InstruksiTerdiri dari siklus fetch dan siklus eksekusi

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

18

Siklus Fetch - EksekusiPada 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 instruksiBahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org 19

Siklus Fetch - EksekusiInstruksi 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

Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

20

Aksi CPUCPU 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.Bahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org

21

Siklus EksekusiInstruction Addess 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 memoriBahan ajar ini dapat diakses di : http://gora.edublogs.org 22