Minggu, 11 November 2012

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI DAN CENTRAL PROCESSING UNIT.


ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER PERTEMUAN KE 2
ARSITEKTUR SET INSTRUKSI DAN CENTRAL PROCESSING UNIT.
NAMA : SYANIAKA WIRANATA
NPM : 26411985
KELAS : 2 IC 06

1.ARSITEKTUR SET INSTRUKSI.
Set Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction Set Architecture (ISA)) didefinisikan sebagai suatu aspek dalamarsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksiyang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).
ISA merupakan sebuah spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC,Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain.
A.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.
B.Teknik pengalamatan.
Teknik pengalamatan ini hampir sudah tidak diperlukan lagi oleh pemakai komputer saat ini karena hampir seluruh software yang beredar di pasaran tidak mengharuskan si pemakai menentukan di alamat mana datanya akan disimpan (semua sudah otomatis dilakukan oleh si software). Jadi, yang kita pelajari adalah bagaimana kira-kira si software tersebut melakukan teknik pengalamatannya, sehingga data yang sudah kita berikan dapat disimpan di alamat memori tertentu dan dapat diambil kembali dengan tepat.
Ada 3 teknik dasar untuk pengalamatan, yakni 1. Pemetaan langsung (direct mapping) yang terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing), 2. Pencarian Tabel (directory look-up), dan 3. Kalkulasi (calculating).

C.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 instruksi)
3. Kompatibilitas :
- Source code compatibility
- Object code Compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:
1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah
Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand.

2.CENTRAL PROCESSING UNIT ATAU (CPU).
Central processing unit (CPU) adalah bagian dari sebuah komputer sistem yang melaksanakan instruksi dari program komputer , untuk melakukan aritmatika, logis, dan dasar input / output dari sistem operasi.

A.SISTEM  BUS
Pada motherboard terdapat saluran-saluran penghubung yang menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Saluran penghubung ini berupa garis-garis yang tercetak pada PCB motherboard. Melalui saluran-saluran inilah data, informasi, dan instruksi-instruksi yang diberikan pada komputer ditransfer/melintas dari komponen satu ke komponen lainnya. Data dan instruksi tersebut diangkut dalam wujud sinyal-sinyal elektronis yang mempunyai makna tertentu. Sekelompok saluran yang mempunyai fungsi yang sama disebut jalur atau bus. Saluran-saluran penghubung tadi disebut pula dengan istikah konduktor.

B.ARITHMATIC LOGIC UNIT.
( ALU ) adalah rangkaian digitalyang melakukan aritmatika dan logis operasi. ALU adalah sebuah blok bangunan fundamental dari central processing unit komputer, dan bahkan yang paling sederhanamikroprosesor mengandung satu untuk tujuan seperti menjaga timer. Prosesor ditemukan di dalam CPU modern dan graphics processing unit ( GPU ) mengakomodasi ALUS sangat kuat dan sangat kompleks, sebuah komponen tunggal mungkin berisi sejumlah ALUS.
Matematikawan John von Neumann mengusulkan konsep ALU pada tahun 1945, ketika ia menulis sebuah laporan mengenai fondasi untuk sebuah komputer baru yang disebutEDVAC . Penelitian ALUS tetap menjadi bagian penting dari ilmu komputer , jatuh di bawahstruktur Aritmatika dan logika dalam Sistem Klasifikasi ACM Computing .

C.CONTROL LOGIC UNIT.
CLU pada komputer memasukkan informasi tentang instruksi dan mengeluarkan baris kendali yang diperlukan untuk mengaktifkan operasi-mikro yang semestinya. CLU terbentuk atas sebuah prosesor instruksi (IP atau instruction processor) yang berfungsi untuk mengendalikan fetch, perhitungan alamat dan siklus interupsi, kemudian prosesor aritmatika (AP atau arithmatic processor) yang berfungsi untuk mengendalikan siklus eksekusi bagi operasi aritmatika dan logika.

D.SET REGISTER.
Prosesor ini memiliki 16 register 16-bit, meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan:
·         r0 (PC alias) adalah program counter. Anda bisa melompat dengan menentukan r0, dan konstanta yang langsung diambil dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan pada r0. PC selalu bahkan.
·         r1 (alias SP) adalah stack pointer. Ini digunakan oleh panggilan dan instruksi dorong, dan dengan penanganan interupsi. Hanya ada satu stack pointer, MSP430 tidak memiliki apa pun yang menyerupai mode supervisor. Stack pointer selalu bahkan, Tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.
·         r2 (alias SR) adalah status mendaftar.

E.CACHE MEMORY.
Cache (diucapkan cash ) memori sangat cepat memori yang dibangun ke dalam komputercentral processing unit ( CPU ), atau terletak di sebelah itu pada chip yang terpisah. CPU menggunakan tembolok memori untuk menyimpan instruksi yang berulang kali diperlukan untuk menjalankan program, meningkatkan kecepatan sistem secara keseluruhan.Keuntungan dari Cache memori adalah bahwa CPU tidak harus menggunakan motherboardbus 's sistem transfer data. Setiap kali data harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data memperlambat dengan kemampuan motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat dengan menghindari hambatan yang diciptakan oleh sistem bus.
Seperti yang terjadi, setelah sebagian besar program terbuka dan berjalan, mereka menggunakan sumber daya yang sangat sedikit. Ketika sumber daya ini disimpan dalamtembolok , program dapat beroperasi lebih cepat dan efisien. Semua sederajat, temboloksangat efektif dalam kinerja sistem yang komputer yang menjalankan CPU yang cepat dengan sedikit Cache dapat memiliki benchmark yang lebih rendah daripada sistem menjalankan CPU agak lebih lambat dengan lebih Cache . Cache dibangun ke dalam CPU itu sendiri disebut sebagai Level 1 (L1) Cache . Cache yang berada pada chip yang terpisah di sebelah CPU disebut Level 2 (L2) Cache . Beberapa CPU memiliki keduanya L1 dan L2 cache built-in dan menunjuk terpisah tembolok chip sebagai Level 3 (L3) Cache .

F.VIRTUAL MEMORY.
Dalam komputasi , memori virtual adalah manajemen memori teknik yang dikembangkan untuk multitasking kernel . Teknik ini virtualizes sebuah arsitektur komputer bentuk 's berbagai penyimpanan data komputer (seperti random-access memory dan penyimpanan disk ), yang memungkinkan program yang dirancang seolah-olah hanya ada satu jenis memori, "virtual" memori, yang berperilaku seperti langsung dialamatkan membaca / menulis memori (RAM).
Sebagian besar sistem operasi modern yang mendukung memori virtual juga menjalankan setiap proses dalam sendiri khusus nya ruang alamat . Setiap program sehingga tampaknya memiliki satu-satunya akses ke memori virtual. Namun, beberapa sistem operasi yang lebih tua (seperti OS/VS1 dan OS/VS2 SVS ) dan bahkan yang modern (seperti IBM i ) adalah sistem ruang alamat tunggal operasi yang menjalankan semua proses dalam ruang alamat tunggal yang terdiri dari memori virtual.
Virtual memory membuat pemrograman aplikasi lebih mudah dengan menyembunyikanfragmentasi memori fisik, dengan mendelegasikan ke kernel beban mengelola hirarki memori (menghilangkan kebutuhan untuk program untuk menangani overlay eksplisit), dan, ketika setiap proses dijalankan di alamat sendiri khusus nya ruang, dengan menghindarkan kebutuhan untuk merelokasi kode program atau untuk mengakses memori.
SUMBER :





1 komentar: