ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPLEKS Pertemuan ke 2

Bagian – Bagian Pada Komputer

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan denganmatematika.

Dalam arti seperti itu terdapat alat seperti slide rule, jenis kalkulator mekanik mulai dari abakus dan seterusnya, sampai semua komputer elektronik yang kontemporer. Istilah lebih baik yang cocok untuk arti luas seperti “komputer” adalah “yang mengolahinformasi” atau “sistem pengolah informasi.” Selama bertahun-tahun sudah ada beberapa arti yang berbeda dalam kata “komputer”, dan beberapa kata yang berbeda tersebut sekarang disebut disebut sebagai komputer.

Saat teknologi yang dipakai pada komputer digital sudah berganti secara dramatis sejak komputer pertama pada tahun 1940-an (lihat Sejarah perangkat keras menghitunguntuk lebih banyak detail), komputer kebanyakan masih menggunakan arsitektur Von Neumann, yang diusulkan pada awal 1940-an oleh John von NeumannArsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrolmemori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus“. Pada penulisan kali ini yang akan dibahas adalah Arsitektur set instruksi, CPU, ALU, CU dan register.

A. Arsitektur Set Instruksi

Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions). Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set).

Jenis-jenis Instruksi

  • Data Processing/Pengolahan Data: instruksi-instruksi aritmetika dan logika.
  • Data Storage/Penyimpanan Data: instruksi-instruksi memori.
  • Data Movement/Perpindahan Data: instruksi I/O.
  • Control/Kontrol: instruksi pemeriksaan dan percabangan.

Instruksi aritmetika (arithmetic instruction) memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika (logic instruction) beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan terutama dilakukan untuk data di register CPU. Instruksi-inslruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register. Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.

Teknik Pengalamatan

Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya. Untuk menyimpan data ke dalam memori komputer, tentu memori tersebut diberi identitas (yang disebut dengan alamat/ address) agar ketika data tersebut diperlukan kembali, komputer bisa mendapatkannya sesuai dengan data yang pernah diletakkan di sana. Mode pengalamatan ini meliputi immediate addressing, direct addressing, indirect addressingpengalamatan bit, register, danStack.

  1. A. Direct Addressing

Dalam mode pengalamatan direct addressing, harga yang akan dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain. Contohnya: MOV A,30h. Dalam instruksi ini akan dibaca data dari RAM internal dengan alamat 30h dan kemudian disimpan dalam akumulator. Mode pengalamatan ini cukup cepat, meskipun harga yang didapat tidak langsung seperti immediate, namun cukup cepat karena disimpan dalam RAM internal. Demikian pula akan lebih mudah menggunakan mode ini daripada mode immediate karena harga yang didapat bisa dari lokasi memori yang mungkin variabel.

  1. B. Indirect Addressing

Mode pengalamatan indirect addressing sangat berguna karena dapat memberikan fleksibilitas tinggi dalam mengalamati suatu harga. Mode ini pula satu-satunya cara untuk mengakses 128 byte lebih dari RAM internal pada keluarga 8052. Contoh: MOV A,@R0. Dalam instruksi tersebut, 89C51 akan mengambil harga yang berada pada alamat memori yang ditunjukkan oleh isi dari R0 dan kemudian mengisikannya ke akumulator.

C. Pengalamatan Bit

Teknik pengalamatan bit adalah penunjukkan alamat lokasi bit baik dalam RAM internal atau perangkat keras. Untuk melakukan pengalamatan bit digunakan simbol titik (.)

D. Register

Register dalam arsitektur komputer, adalah sejumlah kecil memorikomputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi

DESAIN SET INSTRUKSI

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:
1. Kelengkapan set instruksi

2. Ortogonalitas (sifat independensi nstruksi)
3. Kompatibilitas :
– Source code compatibility
– Object code Compatibility

 

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:

1.Operation Repertoire

2.Data Types

3.Register

4.Addressing

 

 

CPU

CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine–routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

Sistem BUS

Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya

Komponen komputer :

  1. CPU
  2. Memori
  3. Perangkat I/O

BUS

Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk  menghubungkan berbagai subsistem

Interkoneksi Bus – Struktur Bus

Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contohbus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu :

  • Saluran data
  • Saluran alamat
  • Saluran control

Saluran Data

Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran.

Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.

Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit

Saluran Alamat (Address Bus)

Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data padabus data.Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamathardware-nya

Saluran kontrol (Control Bus)

Digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada.Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui buskontrol ini.

Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas

Sinyal pewaktuan adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamatSinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

TYPE BUS

1. Dedicated

Penggunaan alamat terpisah dan jalur Keuntungan : Throughtput yang tinggi, karena kemacetan lalulintas kecil

Kerugian : meningkatnya  ukuran dan biaya sistem

2. Multiplexed

Penggunnan saluran yang sama untuk berbagai  keperluan Keuntungan : Memerlukan saluran yang lebih sedikit, uang menghemat ruang dan biaya

Kerugian : Diperlukan rangkaian yang lebih kompleks untuk setiap modul .

C. ALU

ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan, pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan

Fixed Point

Dalam komputasi , sejumlah representasi fixed-point adalah tipe data yang nyata untuk nomor yang telah tetap jumlah digit setelah (dan kadang-kadang juga sebelum) titik radix(setelah titik desimal dalam notasi desimal bahasa Inggris ). Representasi fixed-point nomor dapat dibandingkan dengan (dan lebih menuntut komputasi) lebih rumit floating point representasi nomor. Untuk representasi bilangan fixed-point diperlukan :

a. lokasi atau register penyimpanan computer yg ukurannya memadai utk menyimpan seluruhdigit bilangan

b. kemungkinan utk menjaga track tempat beradanya point tersebut

Floating Point

Floating-point atau bilangan titik mengambang, adalah sebuah format bilangan yang dapat digunakan untuk merepresentasikan sebuah nilai yang sangat besar atau sangat kecil. Bilangan ini direpresentasikan menjadi dua bagian, yakni bagian mantisa dan bagian eksponen (E). Bagian mantisa menentukan digit dalam angka tersebut, sementara eksponen menentukan nilai berapa besar pangkat pada bagian mantisa tersebut (pada posisi titik desimal).

D. CU

Unit kendali (bahasa InggrisControl Unit – CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

Tugas dari CU adalah sebagai berikut:

  1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
  2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
  3. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
  4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.
  5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

E. Register

Register dalam arsitektur komputer, adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi.

Set Register

Set register yaitu register yang digunakan untuk mengeset data-data yang ada dalam register. Set register juga digunakan untuk melakukan perintah awal yang digunakan untuk mengerjakan sesuatu. Pada register ini penyimpanan-penyimpanan data tersebut diatur dan disusun sehingga berurut dan tidak acak-acakan.

Control Register

Suatu daftar kontrol adalah mendaftar prosesor yang mengubah atau mengontrol perilaku umum dari sebuah CPU atau perangkat digital lainnya. Tugas umum dilakukan oleh register kontrol termasuk mengganggu kontrol, switching mode pengalamatan , pagingkontrol, dan processor kontrol.

 

Referensi :

margono.staff.uns.ac.id/files/2009/06/set-instruksi.ppt

http://rizqitegalcity.wordpress.com

 http://gha-ronk.blogspot.com/

 http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi

 http://ocw.gunadarma.ac.id/course/industrial-technology/

http://eprints.undip.ac.id/22768/1/Pert7.pdf

 http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/01/rtc-ds12c887-register-data-register-kontrol/

http://belajarit.um.ac.id/index.php/hardware/12-pengenalan-hardware/29-cpu.html

http://gpinkom.wordpress.com/

http://sawitri8580.wordpress.com/sistem-bus/

This entry was posted in Uncategorized. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s