ARSITEKTUR KOMPUTER Komponen dan Interkoneksi Adi Panca Saputra Iskandar, S.Kom | adipancaiskandar @gmail.com

CPU (Central Processing Unit) CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer, Registers, CPU Interconnections

Komponen CPU (Central Processing Unit) Arithmetic and Logic Unit (ALU) Control Unit Registers CPU Interconnections

Arithmetic and Logic Unit (ALU) 1. Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. 2. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. 3. Seperti istilahnya ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.

Control Unit 1. Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya. 2. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.

Registers Unit 1.Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. 2.Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.

CPU Interconnections 1. Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus eksternal CPU A. Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register – register. B. Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran

Komponen Internal CPU

Detail Komponen Internal CPU

2 KONSEP DESAIN CPU & SET INSTRUKSI Complex Instruction Set Computing (CISC) Reduce Instruction Set Computing (RISC)

TEKNOLOGI CISC Set instruksi dibuat lebih efisien dengan memasukkan sejumlah complex instruction (instruksi kompleks) Sebuah instruksi kompleks ekuivalen dengan tiga atau empat simple instruction. Diperlukan kompiler efisiensi tinggi untuk menggunakan instruksi kompleks lebih sering pada saat translasi program bahasa tingkat tinggi ke program bahasa mesin.

SKENARIO CISC Set instruksi (besar) Program bahasa mesin Source Code Compiler Object Code CPU (complex) Set instruksi (besar) referensi Program bahasa mesin Memori utama (lambat)

Kelemahan CISC Kompleksitas CPU  Desain unit kontrol (pengkodean instruksi) menjadi kompleks karena mempunyai set instruksi yang besar Ukuran sistem dan biaya  mempunyai banyak sirkuit hardware menyebabkan CPU menjadi kompleks. Shg menyebabkan meningkatnya biaya hardware dan kebutuhan daya listrik Kecepatan clock siklus CPU yang besar menyebabkan kecepatan clock menurun Keandalan  hardware yang besar menyebabkan mudah terjadi kegagalan Mantainability  troubleshooting dan pendeteksian suatu kegagalan mengakibatkan pekerjaan menjadi besar karena besarnya sirkuit yang ada. Namun penemuan microprogramming membantu menurunkan beban tersebut

Contoh CISC Intel 8008

TEKNOLOGI RISC Instruksi sederhana Set instruksi kecil Panjang instruksi sama untuk semua instruksi Eksekusi instruksi yang lebih cepat

SKENARIO RISC Set instruksi (besar) Program bahasa mesin Source Code Compiler Object Code CPU (complex) Set instruksi (besar) referensi Program bahasa mesin Memori utama (cepat)

Contoh RISC Intel 860 IBM RS/6000 MOTOROLA 88000 INTEL 860 POWER PC (dikembangkan bersama oleh IBM, Motorola, dan Apple)

Fungsi Fungsi Komputer Instruksi Fetch dan Eksekusi Interupsi Fungsi I/O

Siklus Instruksi

Fungsi Fungsi Interupsi Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.

Tujuan Interupsi 1. Secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul–modul I/O maupun memori. 2. Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing–masing modul berbeda. 3. Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul

Struktur Interkoneksi Memory ke Prosesor Prosesor membaca sebuah intruksi Prosesor ke Memory Prosesor menuliskan sebuah unit ke memory I/O ke Prosesor prosesor membaca data dari I/O Prosesor ke I/O Prosesor mengirim data ke I/O I/O ke atau dari memory Memanfaatkan DMA (Direct Memory Acces)

Struktur Interkoneksi BUS adalah Jalur komunikasi yang dibagi atau Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem BUS Sistem adalah Sebuah Bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori ,I/O)

Bus Interkoneksi Scheme

Tipe - Tipe BUS BUS PCI Bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus) Bus yang beroperasi pada kecepatan 33 MHz

Jenis - Jenis Transfer Data 1. Read Slave menaruh data pada bus data begitu slave mengetahui alamat dan mengambil datanya 2. Write Master menaruh data pada bus data begitu alamat stabil dan slave mempunyai kesempatan untuk mengetahui alamat

Jenis - Jenis Transfer Data 3. Read modify Write -. Operasi Read yang diikuit operasi Write ke alamat yang sama -. Tujuan untuk melindungi sumber daya memori yang dapat dipakai bersama di dalam multiprogramming

Jenis - Jenis Transfer Data 4. Read after Write Operasi yang tidak dapat dibagi yang berisi operasi Write diikuti operasi Read dari alamat yang sama 5. Blok Sebuah siklus alamat diikuti oleh n siklus data