I
Struktur Dan Fungsi CPU
Definisi :
CPU (Central Processing Unit ) merupakan komponen terpenting dari system computer, komponen pengolah data berdasarkan intruksi yang diberikan kepadanya.
Tugas CPU :
Agar dapat melakukkan tugas, CPU harus :
CPU menyimpan data untuk sementara waktu
CPU harus menyimpan lokasi intruksi terakhir sehingga CPU dapat mengambil intruksi berikutnya.
CPU perlu menyimpan intruksi dan data untuk sementara waktu pada saat intruksi sedang berlangsung.
CPU memerlukan memori internal berukuran kecil yg dikenal dengan register.
Aktivitas CPU :
Fetch Intruction (Mengambil Intruksi) : CPU harus membaca
intruksi dari memori
Interpret Data (Mengambil data) : ekskusi suatu intruksi mungkin
memerlukan pembacaan data dari memori atau modul I/O.
Fetch Data (Mengambil data) : eksekusi suatu intruksi mungkin
memerlukan pembacaan data dari memori atau modul I/O.
Process data (mengolah data) : ekskusi suatu intruksi mungkin
memerlukan operasi aritmatika atau logika terhadap data.
Write data (menulis data) : hasil ekskusi mungkn memerlukan
penulisan data ke memori.
Komponen CPU :
1
sd Arithmetic and logic unit (ALU)
Control unit Register
CPU Interconnections
Arithmetic and logic unit (ALU)
Bertugas membentuk fungsi pengolahan data computer. Disebut language machine kaerena bagian ini mengerjakan instruksi-instruksi Bahasa mesin yang diberikan kepadanya. ALU terdiri dari 2 bagian yaitu : unit arithmatika dan unit logika Boolean, yang masing masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.
Control Unit
Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan
mengontrol computer sehingga terjadi sinkronikasasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi operasinya dan mengambil intruksi dari memori utama , menentukan jenis intruksi tersebut.
Register
Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Media penyimpanan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.
CPU interconnections
Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus bus eksternal CPU
Struktur detail internal CPU
Keterangan gambar :
perpindahan data dan control logika
digambarkan termasuk elemen yang diberi label bus CPU internal.
Elemen ini dibutuhkan untuk memindahkan data antara bermacam macam register dengan ALU, Karena pada kenyataannya ALU hanya beroperasi pada data yang berada di dalam memori CPU internal.
Menunjukkan elemen elemen dasar ALU.
Organisasi Register
Sistem computer menggunakan hirarki memori, pada tingkatan yang atas memori yang lebih cepat, lebih kecil dan lebih mahal (per bit). Di dalam CPU terdapat sekumpulan register yang tingkatan memorinya berada di atas hirarki memori utama dan cache.
Fungsi Register CPU
a)
User visible registerRegister ini memungkinkan pemogram Bahasa mesin dan assembler meminimalkan referensi main memori dengan cara mengoptimasi penggunaan register. Kategori nya antara lain :
a. General purpose
Digunakan untuk berbagai fungsi oleh pemrogram berisi operand sembarang opcode dan dapat digunakan untuk fungsi pengalamatan.
b. Data
c. Alamat
d. Kode-kode kondisi
e. Control and status register
Register ini digunakan oleh unit control untuk mengontrol operasi CPU dan oleh program system operasi untuk mengontrol eksekusi program.
Register data dan alamat
Register alamat menyerupai general-purpose register dapat digunakan untuk mode pengalamatan tertentu. Hanya dipakai untuk menampung data tidak dapat untuk kalkulasi dan alamat operand. Contoh :
a. segment pointer b. register
c. index
d. stack pointer
Control dan status register
Macam –macam nya yaitu : a. Visible
b. Non Visible
Aksi CPU
A. CPU-Memori : perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya. B. CPU-I/O : Perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.
C. Pengolahan data : CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.
D. Control : intruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja.
Siklus Eksekusi
A. Instruction AddessCalculation (IAC)
Yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya
yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap kealamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 kealamat sebelumnya.
B. Instruction Fetch (IF)
Yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
C. Instruction Operation Decoding (IOD)
Yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang
akan dibentuk dan operand yang akan digunakan. D. Operand Address Calculation (OAC)
Yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
E. Operand Fetch (OF)
Adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O. F. Data Operation (DO)
Yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi. G. Operand store (OS)
Yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
