Arsitektur CPU
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.
PENGERTIAN 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.
ORGANISASI BUS
Organsiasi bus merupakan sekumpulan dari bagian-bagian bus
dimana tersusun menjadi satu,yang memungkinkan suatu bus dapat bekerja dan
dapat dilakukan. Adapun bagian tersebut yaitu seperti Pengertian jalur tidak
sama dengan saluran. Dalam hal ini, jalur adalah kata jamak dari saluran.
Pahamilah penjelasan berikut ini: Jalur data (data bus) yang terdiri dari
beberapa (sejumlah) saluran data, jalur adres (address bus) terdiri dari
beberapa (sejumlah) saluran adreess dan jalur kontrol (control bus) terdiri
dari beberapa (sejumlah) saluran control.
STRUKTUR BUS
Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai
contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat
mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga
bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran control. Saluran
data(data bus) adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara
kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan
panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam
sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan
bit, misal lebar bus 16 bit.
KONEKSI BUS
Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua
atau lebih komponen komputer. Sifat penting dan merupakan syarat utama bus
adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat
yang terhubung apadanya. Karena digunakan bersama, diperlukan aturan main agar
tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun
digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat
menggunakan bus.
TIPE BUS
Berdasar jenis busnya, bus dibedakan menjadi bus yang khusus
menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja, jenis
ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus dilalukan informasi yang berbeda
baik data, alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data maka bus
ini disebut multiplexed bus. Keuntungan mulitiplexed bus adalah hanya
memerlukan saluran sedikit sehingga dapat menghemat tempat, namun kerugiannya
adalah kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek
untuk mengurai data yang telah dimulitipleks. Saat ini yang umum, bus
didedikasikan untuk tiga macam, yaitu bus data, bus alamat dan bus kontrol.
ALU (Aritmetik Logic Unit)
Adalah sebuah sirkuit digital yang melakukan aritmatika dan
logika operasi atau sebuah blok bangunan
fundamental dari central processing unit komputer, dan bahkan yang paling
sederhana mikroprosesor mengandung satu untuk tujuan seperti timer mempertahankan.
Prosesor ditemukan di dalam CPU modern dan unit pengolahan grafis ( GPU )
mengakomodasi ALUS sangat kuat dan sangat kompleks, sebuah komponen tunggal
mungkin berisi sejumlah alus.
- Fixed Point
adalah tipe data yang nyata untuk nomor yang telah tetap
jumlah digit setelah (dan kadang-kadang juga sebelum) titik radix (setelah
titik desimal dalam notasi decimal bahasa Inggris '.'). Representasi
fixed-point nomor dapat dibandingkan dengan (dan lebih menuntut komputasi)
lebih rumit floating point representasi nomor. Fixed-point nomor berguna untuk
mewakili nilai-nilai pecahan, biasanya dalam basis 2 atau basis 10, ketika
menjalankan prosesor tidak memiliki unit floating point (FPU) atau jika
fixed-point menyediakan peningkatan kinerja atau akurasi untuk aplikasi di
tangan. Paling rendah-biaya tertanam mikroprosesor dan mikrokontroler tidak
memiliki FPU.
- Floating Point
Floating point menjelaskan metode mewakili bilangan real
dalam cara yang dapat mendukung berbagai nilai. Nomor, pada umumnya, mewakili
sekitar untuk tetap jumlah digit yang signifikan dan ditingkatkan menggunakan
eksponen . Dasar untuk scaling biasanya 2, 10 atau 16. Jumlah yang khas yang
dapat diwakili tepat adalah dalam bentuk:
Signifikan digit × basis eksponen
Floating point merujuk pada fakta bahwa titik radix (titik
desimal, atau, lebih umum di komputer, titik biner) dapat
"mengambang", yaitu, dapat ditempatkan di mana saja relatif terhadap
angka signifikan dari nomor tersebut. Posisi ini ditunjukkan secara terpisah
dalam representasi internal, dan floating-point sehingga representasi dapat
dianggap sebagai realisasi komputer notasi ilmiah.
CU (Control Unit)
Adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk
memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian
ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan
mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada
awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah
untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang
disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word
dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari
word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari
perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register
instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern,
setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai
pemantaunya (supervisor).
REGISTER
Adalah memori yang kecil pada computer yang bekerja dengan
kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap
program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap
nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah
nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
- Set Register
Prosesor memiliki 16 register 16-bit, meskipun hanya 12 dari
mereka adalah tujuan yang benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan
menggunakan:
• r0 (alias PC) adalah program counter. Anda bisa melompat
dengan menentukan r0, dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi
menggunakan pascakenaikan mode pengalamatan 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.
Pointer stack selalu bahkan; Tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.
• r2 (alias SR) adalah register status.
• r3 ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber,
nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut akan dibuang.
- Control Register
Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau
perangkat digital lainnya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol
setiap alamat yang ada di CPU dan untuk switching mode pengalamatan.
VIRTUAL MEMORY
Virtual Memory adalah ruang HDD yang menggunakan beberapa
bagian sebagai memori. Ini adalah aplikasi yang digunakan untuk menyimpan data
dan instruksi yang saat ini tidak diperlukan agar proses oleh sistem. Selama
proses loading program, sistem akan menyalin data aplikasi dan instruksi dari HDD
ke memori utama (sistem memori). Oleh karena itu sistem dapat menggunakan
sumber daya seperti CPU untuk memproses dan melaksanakannya. Setelah
mendapatkan memori sistem penuh, sistem akan mulai bergerak beberapa data dan
instruksi yang tidak perlu lagi untuk memproses ke Virtual Memory sampai data
dan instruksi mereka perlu proses lagi. Sehingga sistem dapat memanggil
aplikasi berikutnya data dan instruksi dan menyalinnya ke memori utama agar
sistem untuk memproses beristirahat dan beban program. Ketika data dan
instruksi yang ada di Memori Virtual perlu proses lagi, sistem akan memeriksa
terlebih dahulu memori utama untuk ruang. Jika ada ruang, itu hanya akan
menukar mereka ke memori utama. Jika tidak ada ruang yang tersisa untuk memori
utama, sistem akan memeriksa terlebih dahulu memori utama dan memindahkan
setiap data dan instruksi yang tidak perlu proses ke Memori Virtual. Kemudian
menukar data dan instruksi yang perlu proses oleh sistem dari Memori Virtual ke
memori utama. Setelah terlalu rendah dari ukuran Virtual Memory atau Memori
Virtual ukuran besar (yang berarti ukuran yang berada di atas dua kali lipat
dari sistem memori) bukan ide yang baik. Jika Anda menetapkan Memori Virtual
terlalu rendah, maka OS akan terus mengeluarkan pesan kesalahan yang menyatakan
baik Tak cukup memori atau Virtual terlalu rendah. Hal ini karena beberapa
bagian dari sistem memori digunakan untuk menyimpan OS Kernel, dan membutuhkan
untuk tetap berada dalam memori utama sepanjang waktu. Oleh karena itu sistem
harus memiliki ruang untuk menyimpan proses saat ini tidak diperlukan data dan
instruksi ketika memori utama bisa diisi. Jika Anda menetapkan ukuran Memori
Virtual terlalu besar untuk mendukung aplikasi yang intensif, juga bukan ide
yang baik. Karena akan menciptakan kinerja tertinggal, dan bahkan ia akan
mengambil HDD ruang bebas. Kebutuhan sistem untuk mentransfer data dan aplikasi
instruksi bolak-balik antara Memori Virtual dan Sistem Memori. Oleh karena itu,
itu bukan ide yang baik. Ukuran yang ideal untuk Virtual Memory adalah ukuran
default Virtual Memory, dan tidak boleh melebihi nilai ukuran triple memori
sistem.
CHACHE MEMORY
Cache memori adalah memori berkapasitas terbatas,
berkecepatan tinggi yang lebih mahal daripada memiri utama. Cache memori ini
ada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak
langsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat ditingkatkan. Cache
memori ini ada dua macam yaitu :
1. Cache Memori yang terdapat pada internal processor, Cache
memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, dan harganya sangat mahal.
Hal ini bisa terlihat pada processor yang berharga mahal. semakin tinggi
kapasitas cache memori maka semakin mahal dan semakin cepat processor.
2. Cache memori yang terdapat diluar processor, yaitu berada
pada motherboard. Cache memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi,
meskipun tidak secepat cache memori jenis pertama (yang ada pada internal
processor).semakin besar kapasitasnya maka semakin mahal dan cepat. Hal ini
bisa kita lihat pada motherboard dengan beraneka ragam kapasitas cache memori
yaitu 256kb, 512kb, 1Mb, 2Mb dll.
Reference :
http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi
http://endahajah.wordpress.com/2009/03/31/hello-world/
http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi
http://gpinkom.wordpress.com/2008/06/03/pengertian-bus-bit-dan-byte/
http://www.scribd.com/doc/34680928/Bab-7-Sistem-Bus-Organisasi-Komputer
http://www.riesaelektro.blogspot.com/2014/11/arsitektur-set-instruksi.html?m=1