Nama : Herdian Abdillah NIM : 2370231051 Kelas : A2
ARSITEKTUR KOMPUTER
1. JELASKAN 4 KOMPONEN UTAMA PENYUSUN CPU (CENTRAL PROCESSING UTAMA)
Jawab : ALU (Arithmetic Logic Unit):
Fungsi: ALU bertanggung jawab untuk melakukan operasi aritmatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian) serta operasi logika (AND, OR, NOT) pada data yang masuk.
Peran: ALU adalah bagian inti yang melakukan sebagian besar pemrosesan perhitungan matematika dan operasi logika dalam CPU.
CU (Control Unit):
Fungsi: CU mengatur dan mengontrol operasi keseluruhan CPU. Ini menginterpretasikan instruksi-instruksi dari program yang dijalankan dan mengelola eksekusi instruksi tersebut.
Peran: CU berperan dalam mengambil instruksi dari memori, mendekode instruksi tersebut, mengatur pengambilan dan penyimpanan data, serta mengarahkan aliran informasi di antara komponen-komponen CPU.
Registers:
Fungsi: Register adalah tempat penyimpanan sementara di dalam CPU yang digunakan untuk menyimpan data yang sedang diproses atau instruksi yang akan dieksekusi.
Peran: Register memberikan akses cepat kepada CPU untuk data dan instruksi, mempercepat operasi pemrosesan data karena register dapat diakses lebih cepat daripada memori utama.
Cache Memory:
Fungsi: Cache adalah jenis memori yang berada di antara RAM dan CPU. Ini dirancang untuk menyimpan data dan instruksi yang sering digunakan sehingga CPU dapat mengaksesnya dengan lebih cepat daripada mengambil data dari RAM yang lebih lambat.
Peran: Cache meningkatkan kinerja CPU dengan menyediakan akses cepat ke data yang diperlukan oleh CPU. Terdapat beberapa tingkatan cache (L1, L2, L3) yang memiliki kecepatan akses berbeda.
2. JELASKAN 8 FUNGSI CPU KOMPUTER Jawab : Pengambilan Instruksi (Instruction Fetch):
CPU bertugas untuk mengambil instruksi-instruksi program dari memori utama (RAM) untuk kemudian dieksekusi. Instruksi-instruksi ini membentuk program yang sedang berjalan.
Dekode Instruksi (Instruction Decode):
Setelah instruksi diambil, CPU melakukan dekode terhadap instruksi-instruksi tersebut.
Proses ini mengartikan instruksi-instruksi tersebut agar dapat dipahami oleh CPU dan dieksekusi dengan benar.
Eksekusi Instruksi (Instruction Execute):
CPU melaksanakan instruksi-instruksi program yang telah diambil dan didekode.
Proses ini melibatkan berbagai operasi aritmetika, logika, dan kontrol yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas yang diminta oleh instruksi tersebut.
Kontrol Aliran (Flow Control):
CPU bertanggung jawab untuk mengendalikan alur eksekusi program. Ini melibatkan proses percabangan (branching) dan pengambilan keputusan (decision making) berdasarkan kondisi-kondisi tertentu.
Manajemen Register:
CPU memiliki register internal yang berfungsi sebagai penyimpanan sementara untuk data dan instruksi-instruksi. CPU secara aktif mengelola data di dalam register ini selama proses eksekusi.
Akses Memori (Memory Access):
CPU membaca dan menulis data dari atau ke memori utama (RAM). Proses ini penting untuk menyimpan data sementara (variabel, hasil perhitungan, dll.) yang diperlukan selama eksekusi program.
Manajemen Interrupt:
CPU dapat menerima sinyal interrupt dari perangkat eksternal atau perangkat keras internal yang mengindikasikan kejadian tertentu yang memerlukan perhatian CPU.
CPU kemudian dapat menghentikan sementara eksekusi normal untuk menangani interrupt tersebut.
Koordinasi Perangkat Keras (Hardware Coordination):
CPU mengelola interaksi antara berbagai komponen perangkat keras di dalam sistem komputer. Ini termasuk komunikasi dengan perangkat input/output, mengatur transfer data antar komponen, dan memastikan bahwa semua komponen bekerja secara terkoordinasi.
3. JELASKAN 6 PERBEDAAN UTAMA ANTARA SIKLUS FETCH DAN SIKLUS EKSEKUSI
Jawab : Fungsi Utama:
Siklus Fetch: Pada tahap ini, CPU mengambil instruksi dari memori utama (RAM) untuk dieksekusi.
Siklus Eksekusi: Pada tahap ini, CPU menjalankan instruksi yang telah diambil dan didekode.
Lokasi Operasi:
Siklus Fetch: Operasi ini terkait dengan memori. Instruksi diambil dari lokasi memori dan dimuat ke dalam register atau penyimpanan sementara lainnya.
Siklus Eksekusi: Operasi ini terkait dengan unit eksekusi CPU, di mana instruksi dieksekusi dan menghasilkan output atau mengubah status CPU.
Keterlibatan Memori:
Siklus Fetch: Melibatkan akses ke memori untuk mengambil instruksi.
Siklus Eksekusi: Mungkin melibatkan akses ke memori untuk membaca atau menulis data, tergantung pada instruksi yang dieksekusi.
Akses Register:
Siklus Fetch: Instruksi yang diambil dapat dimuat ke dalam register internal CPU.
Siklus Eksekusi: Data dari register dapat digunakan dalam proses eksekusi instruksi.
Penggunaan ALU (Arithmetic Logic Unit):
Siklus Fetch: Biasanya tidak melibatkan ALU.
Siklus Eksekusi: Melibatkan penggunaan ALU untuk operasi aritmetika atau logika yang diperlukan oleh instruksi.
Hasil Akhir:
Siklus Fetch: Menghasilkan instruksi yang akan dieksekusi selanjutnya.
Siklus Eksekusi: Menghasilkan hasil dari instruksi yang dieksekusi, yang dapat menjadi output atau input untuk instruksi berikutnya.
4. JELASKAN 5 FUNGSI INTERUPSI PADA CPU
Jawab : Penanganan Peristiwa Darurat (Emergency Handling):
Interrupt digunakan untuk menangani peristiwa darurat atau kondisi yang memerlukan penanganan segera oleh CPU. Contohnya termasuk kesalahan hardware, kegagalan perangkat, atau kondisi yang dapat menyebabkan kerusakan sistem. Dengan interupsi, CPU dapat segera beralih untuk menangani peristiwa ini dan mencegah kerusakan lebih lanjut.
Koordinasi Perangkat I/O (I/O Device Coordination):
Interupsi digunakan untuk mengkoordinasikan interaksi antara CPU dan perangkat input/output (I/O). Ketika perangkat I/O selesai melakukan operasi, ia dapat mengirimkan interupsi ke CPU untuk memberi tahu bahwa data telah tersedia atau operasi telah selesai. Ini memungkinkan CPU untuk melanjutkan eksekusi program tanpa harus terus-menerus memeriksa status perangkat I/O.
Penanganan Pengaturan Waktu (Timer Handling):
CPU sering kali menggunakan interrupt untuk menangani pengaturan waktu atau timer.
Sebuah timer dapat diatur untuk menghasilkan interrupt setelah periode waktu tertentu.
Interrupt yang dihasilkan oleh timer ini dapat digunakan untuk mengukur waktu, mengatur pengulangan tugas tertentu, atau menjalankan tugas yang dijadwalkan.
Multitasking (Task Switching):
Dalam sistem operasi yang mendukung multitasking, interrupt digunakan untuk melakukan beralih antara tugas-tugas yang berjalan. CPU dapat menerima interrupt dari penyelesaian tugas satu dan beralih ke tugas yang lain. Ini memungkinkan sistem untuk menjalankan beberapa program atau tugas secara bersamaan.
Komunikasi Antarproses (Interprocess Communication):
Interupsi juga digunakan untuk mendukung komunikasi antarproses. Proses satu dapat mengirim interrupt kepada proses lain untuk memberi tahu atau meminta perhatian khusus. Hal ini dapat digunakan dalam situasi di mana proses harus berkomunikasi atau berkoordinasi satu sama lain.
5. JELASKAN 7 PROSES INTERUPSI PADA CPU Jawab : Generate Interrupt (Menghasilkan Interupsi):
Proses dimulai ketika suatu perangkat eksternal atau perangkat keras internal menghasilkan sinyal interrupt. Hal ini bisa terjadi karena berbagai alasan, seperti penyelesaian operasi I/O, timer yang habis waktu, atau kejadian darurat.
Mendeteksi Interrupt (Deteksi Interupsi):
CPU memiliki sirkuit khusus yang berfungsi untuk mendeteksi dan memonitor sinyal interupsi. Ketika terjadi interupsi, CPU mendeteksinya dan segera merespons dengan memberhentikan eksekusi instruksi yang sedang berlangsung.
Menyimpan Konteks (Context Saving):
Sebelum beralih ke penanganan interupsi, CPU menyimpan konteks atau status dari eksekusi instruksi yang sedang berlangsung. Konteks ini melibatkan nilai-nilai dari register, pointer instruksi, dan informasi lain yang diperlukan untuk melanjutkan eksekusi instruksi setelah penanganan interupsi selesai.
Menentukan Sumber Interupsi (Interrupt Source Identification):
CPU menentukan sumber interupsi untuk mengetahui jenis interupsi yang terjadi. Ini membantu CPU menentukan tindakan yang harus diambil untuk menangani interupsi tersebut.
Menjalankan Rutinitas Interupsi (Interrupt Service Routine, ISR):
Setelah menentukan sumber interupsi, CPU menjalankan rutinitas interupsi atau Interrupt Service Routine (ISR). ISR adalah serangkaian instruksi yang dirancang khusus untuk menangani interupsi tersebut. Ini dapat mencakup penanganan peristiwa darurat, operasi I/O, atau tugas lain yang berkaitan dengan interupsi.
Menyimpan Kembali Konteks (Context Restoring):
Setelah menjalankan ISR, CPU mengembalikan konteks yang telah disimpan sebelumnya. Hal ini memungkinkan CPU untuk melanjutkan eksekusi program dari titik yang terputus oleh interupsi.
Melanjutkan Eksekusi Normal (Resume Normal Execution):
Setelah konteks dipulihkan, CPU melanjutkan eksekusi normal dari instruksi berikutnya setelah instruksi yang terputus oleh interupsi. Dengan demikian, CPU kembali ke keadaan sebelum interupsi terjadi.
