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
:
Your article is very interesting, thank you ...
BalasHapusST3 Telkom