TUGAS ORGANISASI & ARSITEKTUR KOMP. PERTEMUAN KE 2

(ARSITEKTUR SET INSTRUKSI DAN CPU)

1.ARSITEKTUR SET INSTRUKSI.

Set Instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang 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.

Jenis – jenis instruksi dapat berupa :

- Data processing : arithmetic dan logic instructions.

- Data storage : memory instruktions.

- Data movement : I/O instructions.

- Control : test and branch instructions.

B.TEKIK PENGALAMATAN.

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).

TEKNIK PEMETAAN LANGSUNG
1. PENGALAMATAN MUTLAK

Pandang, kita memiliki data teman-teman sekelas kita yang akan kita masukkan ke dalam memori (misal hard disk), data tersebut berjumlah 50 orang yang masing-masing terdiri atas atribut-atribut : NIM, NAMA, dan ALAMAT_RUMAH.

2. PENGALAMATAN RELATIF

Teknik ini menjadikan atribut kunci sebagai alamat memorinya, jadi, data dari NIM dijadikan bertipe numeric(integer) dan dijadikan alamat dari record yang bersangkutan. Cara ini memang sangat efektif untuk menemukan kembali record yang sudah disimpan, tetapi sangat boros penggunaan memorinya. Tentu alamat memori mulai dari 1 hingga alamat ke sekian juta tidak digunakan karena nilai dari NIM tidak ada yang kecil. Pelajari keuntungan dan kerugian lainnya.Teknik ini termasuk dalam katagori address space dependent.

TEKNIK PENCARIAN TABEL

Teknik ini dilakukan dengan cara, mengambil seluruh kunci atribut dan alamat memori yang ada dan dimasukkan ke dalam tabel tersendiri. Jadi tabel itu (misal disebut dengan tabel INDEX) hanya berisi kunci atribut (misalkan NIM) yang telah disorting (diurut) dan alamat memorinya.

TEKNIK KALKULASI ALAMAT

Kalau pada teknik pencarian tabel kita harus menyediakan ruang memori untuk menyimpan tabel INDEX-nya, maka pada teknik ini tidak diperlukan hal itu. Yang dilakukan di sini adalah membuat hitungan sedemikian rupa sehingga dengan memasukkan kunci atribut record-nya, alamatnya sudah dapat diketahui. Tinggal masalahnya, bagaimana membuat hitungan dari kunci atribut itu sehingga hasilnya bisa efisien (dalam penggunaan memori) dan tidak berbenturan nilainya (menggunakan alamat yang sama).

C.DESAIN SET INSTRUKSI.

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

a.kelangkapan set instruksi.

b.ortogonalitas (sifat indepedensi instruksi)

c.kompatibilitas :
- source code compatibility

- Object code compatibility.
Selain ketiga aspek tsb,juga melibatkan hal-hal sbb :
a.operation repertoire : berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya.
b.data types : tipe/jenis data yang dapat diolah.
c.instruction format : panjangnya , bnyaknya alamat,dsb.
d.register : banyaknya register yang dapat digunakan.
e.Addressing : mode pengalamatan untuk operand.

2.CENTRAL PROCESSING UNIT.

Central Processing Unit (CPU) bisa dibilang sebagai otaknya komputer yang terdiri dari suatu system. Seperti layaknya otak manusia, bila salah satu system tidak dapat bekerja maka bisa mengakibatkan komputer menjadi hang dan tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Isi dari CPU itu sendiri terdiri dari: Processor. Memori RAM, Hard disk. Floppy disk drive, CD/DVD rom, kartu VGA, sound card, dan motherboard.

A.SISTEM BUS.

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

B.ARITHMATIC LOGIC UNIT.

ALU merupakan bagian dari CPU yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit aritmatika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).

C.CENTRAL LOGIC UNIT.

CLU pada komputer memasukkan informasi tentang instruksi dan mengeluarkan baris kendali yang diperlukan untuk mengaktifkan operasi mikro CLU terbentuk dari:

Prosesor instruksi (IP atau instruction processor)

Prosesor aritmatika (AP atau arithmatic processor)

IP mengendalikan fetch, perhitungan alamat dan siklus interupsi

AP mengendalikan siklus eksekusi bagi operasi aritmatika dan logika.

D.SET REGISTER.

Register set

CLU

ALU

Control flow

Data flow

Diagram Blok Unit Pengolahan Pusat

Kumpulan register pada mikroprosesor intel 8085

A (8 bit)

S Z X A C X P X

sign

Zero

Aux. carry

parity

Carry

B (8 bit)

C (8 bit)

D (8 bit)

E (8 bit)

H (8 bit)

L (8 bit)

PC (16 bit)

SP (16 bit)

FLAG

(a.) Internal Registers

A FLAG

B C

D E

H L

D

H

PSW

B

(b) Register pair organization

Pada gambar (a) diatas menunjukkan kumpulan register pada mikroprosesor intel 8085. Pada CPU ini, register A berfungsi sebagai sebuah akumulator 8 bit. CPU juga mencakup sebuah program counter (PC), sebuah stack pointer (SP), sebuah flag register dan enam register pengalamatan 8 bit. Pada gambar (b) diatas, register 8 bit biasanya digunakan secara berpasangan. Register A bersama-sama dengan flag register, membentuk program status word (PSW). Tiga pasangan lainnya digunakan untuk tujuan pengalamatan, pasangan H merupakan pasangan yang sangat umum digunakan. Pasangan ini bisa dirujuk secara bersama-sama atau terpisah, yang menyebabkan tersedianya berbagai variasi intruksi.

E.CACHE MEMORY.

Cache Memory dalam teknologi informasi adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses. Memori cache dimaksudkan untuk memberi kecepatan memori yang mendekati memori yang paling cepat yang bisa diperoleh, dan pada waktu yang sama menyediakan kapasitas memori yang besar dengan harga yang lebih murah dari jenis-jenis memori semikonduktor.

F.VIRTUAL MEMORY.

Virtual Memori adalah Sebuah Memori Tambahan yang menjadi fitur setiap masing masing Sistem Operasi , misalnya Linux terdapat Swap . Memori virtual ini , digunakan Sistem Operasi ketika Komputer sedang menjalankan sebuah Program aplikasi yang kapasitasnya melebih Memori yang tersedia .

Dalam Penggunaan Memori Virtual berbeda dengan Memori Aslinya , karena Kinerja memori Virtual Lebih Lambat dibandingkan Memori yang telah disediakan Aslinya. Ketika memori anda tidak memadai dengan aplikasi yang anda jalankan , maka Sistem Operasi akan secara otomatis menggunakan Memori Virtual sebagai Alat Bantu .

SUMBER :

http://andi-granderist.blogspot.com/2012/10/tugas-organisasi-arsitektur-komputer_9734.html

http://aqwam.staff.jak-stik.ac.id/files/5.-berkas-dan-akses[4].doc

http://bams-engineer.blogspot.com/2012/10/arsitektur-set-instruksi-dan-central.html

http://cookies.web.id/2012/06/pengertian-virtual-memory-dalam-sistem-operasi.html