RISC DAN CISC

A. Pengertian

RISC, yang jika diterjemahkan berarti “Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan”, merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi- instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa Mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

Konsep RISC pertama kali dikembangkan oleh IBM pada era 1970-an. Komputer pertama yang menggunakan RISC adalah komputer mini IBM 807 yang diperkenalkan pada tahun 1980. Dewasa ini, RISC digunakan pada keluarga processor buatan Motorola (PowerPC) dan SUN Microsystems (Sparc, UltraSparc).RISC dikembangkan melalui seorang penelitinya yang bernama John Cocke, beliau menyampaikan bahwa sebenarnya kekhasan dari komputer tidaklah menggunakan banyak instruksi, namun yang dimilikinya adalah instruksi yang kompleks yang dilakukan melalui rangkaian sirkuit.Pada desain chip mikroprosesor jenis ini, pemroses diharapkan dapat melaksanakan perintah-perintah yang dijalankannya secara cepat dan efisien melalui penyediaan himpunan instruksi yang jumlahnya relatif sedikit, dengan mengambil perintah-perintah yang sangat sederhana, akibatnya arsitektur RISC membatasi jumlah instruksinya yang dipasang ke dalam mikroprosesor tetapi mengoptimasi setiap instruksi sehingga dapat dilaksanakan dengan cepat.Dengan demikian instruksi yang sederhana dapat dilaksanakan lebih cepat apabila dibandingkan dengan mikroprosesor yang dirancang untuk menangan susunan instruksi yang lebih luas.Dengan demikian chip RISC hanya dapat memproses instruksi dalam jumlah terbatas, tetapi instruksi ini dioptimalkan sehingga cepat dieksekusi. Meski demikian, bila harus menangani tugas yang kompleks, instruksi harus dibagi menjadi banyak kode mesin, terutama sebelum chip RISC dapat menanganinya. Karena keterbatasan jumlah instruksi yang ada padanya, apabila terjadi kesalahan dalam pemrosesan akan memudahkan dalam melacak kesalahan tersebut.

Pada tahun 1980-an kapasitas modul memori meningkat dan harganya turun. Penekanan pada desain CPU bergeser ke kinerja, dan RISCmenjadi trend baru. Contoh arsitektur RISC meliputi SPARC dari Sun Microsystems; seri MIPS Rxxxx dari MIPS Technologies; Alpha dari Digital Equipment; PowerPC yang dikembangkan bersama oleh IBM dan Motorola; dan RISC dari Hewlett-Packard.Chip RISCmenggunakan sejumlah kecil instruksi dengan panjang-sama yang relatif sederhana, yaitu panjangnya selalu 32 bit. Walaupun hal ini memboroskan memori karena harus dibuat program lebih besar, instruksi lebih mudah dan cepat dieksekusi.

B. Pengertian dari CISC

Complex instruction-set computing atau Complex Instruction-Set Computer (CISC; “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) adalah sebuah arsitektur dari set instruksi dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memory, operasi aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan RISC.

Sebelum proses RISC didesain untuk pertama kalinya, banyak arsitek komputer mencoba menjembatani celah semantik”, yaitu bagaimana cara untuk membuat set-set instruksi untuk mempermudah pemrograman level tinggi dengan menyediakan instruksi “level tinggi” seperti pemanggilan procedure, proses pengulangan dan mode-mode pengalamatan kompleks sehingga struktur data dan akses array dapat dikombinasikan dengan sebuah instruksi. Karakteristik CISC yang “sarat informasi” ini memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat.Implementasi CISC paralel untuk pertama kalinya, seperti 486 dari Intel, AMD, Cyrix, dan IBM telah mendukung setiap instruksi yang digunakan oleh prosesor-prosesor sebelumnya, meskipun efisiensi tertingginya hanya saat digunakan pada subset x86 yang sederhana (mirip dengan set instruksi RISC, tetapi tanpa batasan penyimpanan/pengambilan data dari RISC). Prosesor-prosesor modern x86 juga telah menyandikan dan membagi lebih banyak lagi instruksi-instruksi kompleks menjadi beberapa “operasi-mikro” internal yang lebih kecil sehingga dapat instruksi-instruksi tersebut dapat dilakukan secara paralel, sehingga mencapai performansi tinggi pada subset instruksi yang lebih besar.

C. Perbedaan RISC dan CISC

RISC adalah rangkaian instruksi built-in pada processor yang terdiri dari perintah-perintah yang lebih ringkas dibandingkan dengan CISC. RISC memiliki keunggulan dalam hal kecepatannya sehingga banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan kalkulasi secara intensif. Karena chip ini berurusan dengan jenis instruksi lebih sedikit, chip RISC membutuhkan lebih sedikit transistor ketimbang chip CISC dan umumnya berkinerja lebih tinggi pada kecepatan clock yang sama, walaupun chip ini harus mengeksekusi lebih banyak instruksi lebih pendek untuk menyelesaikan sebuah fungsi. Kesederhanaan RISC juga mempermudah merancang prosesor superscalar - chip yang dapat mengeksekusi lebih dari satu instruksi pada satu saat. Hampir semua prosesor RISC dan CISC modern adalah superscalar; tetapi untuk mencapai kemampuan ini membuat desain lebih rumit.

CISC (baca ”sisk”, yang merupakan singkatan dari complex instruction set computing, dimana mikroprosesor memiliki lebih banyak instruksi yang terdapat di dalamnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

SISTEM BUS DAN DMA

SISTEM BUS DAN DMA


 PENGERTIAN 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. Dengan kata lain Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device


 GAMBAR BUS :


 PENGERTIAN DMA

DMA adalah sebuah prosesor khusus (special purpose processor) yang berguna untuk menghindari pembebanan CPU utama oleh program I/O (PIO).





 TRANSFER DMA

Untuk memulai sebuah transfer DMA, host akan menuliskan sebuah DMA command block yang berisi pointer yang menunjuk ke sumber transfer, pointer yang menunjuk ke tujuan/ destinasi transfer, dan jumlah byte yang ditransfer, ke memori. CPU kemudian menuliskan alamat command block ini ke DMA controller, sehingga DMA controller dapat kemudian mengoperasikan bus memori secara langsung dengan menempatkan alamat-alamat pada bus tersebut untuk melakukan transfer tanpa bantuan CPU.

 Tiga langkah dalam transfer dma:

1. Prosesor menyiapkan DMA transfer dengan menyedia kan data-data dari device, operasi yang akan ditampilkan, alamat memori yang menjadi sumber dan tujuan data, dan banyaknya byte yang di transfer.

2. DMA controller memulai operasi (menyiapkan bus, menyediakan alamat, menulis dan membaca data), sampai seluruh blok sudah di transfer.

3. DMA controller meng-interupsi prosesor, dimana selanjutnya akan ditentukan tindakan berikutnya.



 DMA Controller :



 Kesimpulan

Device yang terhubung bersama akan berkomunikasi melalui bus alamat, data dan kontrol. Ketika suatu device ingin berkomunikasi dengan lainnya, ia mengirim alamat untuk membedakan dengan device lainnya, dimana tiap device mempunyai alamat yang unik.
Pada DMA (Direct Memory Access) seluruh pengoperasian bus-bus dilakukan oleh DMA controller dan prosesor (mikroprosesor) sendiri terputus dengan bus-bus tersebut, sehingga memungkinkan adanya hubungan langsung atau transfer data secara langsung antara perangkat I/O dan sistem memori. Jadi, DMA yang bertanggung jawab terhadap semua pengoperasian seluruh bus.

Sistem Komputer

Definisi

Sistem adalah Suatu kesatuan elemen yang saling berhubungan sehingga membentuk suatu kelompok dalam melaksanakan suatu tujuan pojok yang ditargetkan.

Sistem komputer adalah elemen-elemen yang terkait untuk menjalankan suatu aktifitas dengan menggunakan komputer.

Tujuan pokok dari sistem komputer adalah untuk mengolah data menjadi informasi.

Lebih Lengkap nya bisa download disini

Memory & Chace

• Memory

Memory (Memory) terdiri atas komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh instruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memory biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor.

Memory komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memory, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memory komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memory penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.

• MEMORY CACHE

Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memory utama.Memory akses random (RAM) berkecepatan tinggi yang ditempatkan diantara system memory dan pemakaiannya untuk mengurangi waktu akses efektif dari system memory. Dengan memasukan memory chace antara peralatan cepat dan system memory yang lebih lambat, perancangan ini dapat memberikan system memory yang cepat.

Memory Cache terbagi menjadi 3 :

· Internal Chache yaitu memory yang terdapat didalam prosesor, sering dikenal dengan nama first level ( L1)

Chache L1 dipasang langsung pada cip prosesor. Chache L1 biasanya memiliki kapasitas sangat kecil, berkisar antara antara 8 KB sampai 128 KB.

· External Chache yaitu memory yang terdapat didalam motherboard, sering dikenaal dengan nama second level ( L2 )

Chache L2 sedikit lebih lambat daripada chache L1 tetapi memiliki kapasitas yang jauh lebih besar, berkisar antara 64 KB sampai 16 MB.

· Cache level 3 hanya dimiliki oleh prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore. Fungsinya adalah untuk mengontrol data yang masuk dari cache L2 dari masing-masing inti prosesor.

Untuk Lebih Lengkap bisa download disini.

Gerbang Logika

• Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik

• Dalam matematika dan ilmu komputer, Aljabar Boolean adalah struktur aljabar yang "mencakup intisari" operasi logika AND, OR dan NOR dan juga teori himpunan untuk operasi union, interseksi dan komplemen.

• Penamaan Aljabar Boolean sendiri berasal dari nama seorang matematikawan asal Inggris, bernama George Boole. Dialah yang pertama kali mendefinisikan istilah itu sebagai bagian dari sistem logika pada pertengahan abad ke-19.

Modul :

Download

Perancangan Kinerja Bus Sistem

• Konsep Program
  
  
  
  • Pemrograman (hardware) merupakan proses penghu-bungan berbagai komponen logik pada konfigurasi yang diinginkan untuk membentuk operasi aritmatik dan logik pada data tertentu
    
  • Hardwired program tidak flexibel
    
  • General purpose hardware dapat mengerjakan berbagai macam tugas tergantung sinyal kendali yang diberikan
    
  • Daripada melakukan re-wiring, Lebih baik menambah-kan sinyal-sinyal kendali yang baru
    
  
  
• Program ?
  
  
  
  • Adalah suatu deretan langkah-langkah
    
  • Pada setiap langkah, dikerjakan suatu operasi arithmetic atau logical
    
  • Pada setiap operasi, diperlukan sejumlah sinyal kendali tertentu
    
  
  
• Fungsi Control Unit
  
  
  
  • Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik
    
    
    
    • Contoh: ADD, MOVE
      
    
    
  • Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kendali
    
  • Jadilah komputer!
    
  
  
• Komponen yang diperlukan
  
  
  
  • Control Unit (CU) dan Arithmetic and Logic Unit (ALU) membentuk Central Processing Unit (CPU)
    
  • Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan dikeluarkan dari sistem
    
    
    
    • Input/output
      
    
    
  • Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi.
    
    
    
    • Main memory
      
    
    
  
  
• Komponen Komputer: Top Level View
  
  
  
  
• Siklus Instruksi
  
  
  
• Fetch Cycle
  
  
  
  • Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan diambil
    
  • Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk oleh PC
    
  • Naikkan PC
    
    
    
    • Kecuali ada perintah tertentu
      
    
    
  • Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)
    
  • Processor meng-interpret dan melakukan tindakan yang diperlukan
    
    
  
  
• Execute Cycle
  
  
  
  • Processor-memory
    
    
    
    • Transfer data antara CPU dengan main memory
      
    
    
  • Processor I/O
    
    
    
    • Transfer data antara CPU dengan I/O module
      
    
    
  • Data processing
    
    
    
    • Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu
      
    
    
  • Control
    
    
    
    • Mengubah urutan operasi
      
    • Contoh: jump
      
    
    
  • Kombinasi diatas
    
  
  
• Contoh Eksekusi Program
  
  
  
  
• Diagram Keadaan Siklus Instruksi
  
  
  
  
• Interrupt
  
  
  
  • Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul lain (mis. I/O) untuk dapat meng-interupsi operasi normal CPU
    
  • Program
    
    
    
    • Misal: overflow, division by zero
      
    
    
  • Timer
    
    
    
    • Dihasilkan oleh internal processor timer
      
    • Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking
      
    
    
  • I/O
    
    
    
    • dari I/O controller
      
    
    
  • Hardware failure
    
    
    
    • Misal: memory parity error
      
    
    
  
  
• Program Flow Control
  
  
  
  
• Sambungan
  
  
  
  • Semua unit harus tersambung
    
  • Unit yang beda memiliki sambungan yang beda
    
    
    
    • Memory
      
    • Input/Output
      
    • CPU
      
    
    
  
  
• Sambungan Memori
  
  
  
  • Menerima dan mengirim data
    
  • Menerima addresses
    
  • Menerima sinyal kendali
    
    
    
    • Read
      
    • Write
      
    • Timing
      
    
    
  
  
• Sambungan Input/Output
  
  
  
  • Serupa dengan sambungan memori
    
  • Output
    
    
    
    • Menerima data dari computer
      
    • Mengirimkan data ke peripheral
      
    
    
  • Input
    
    
    
    • Menerima data dari peripheral
      
    • Mengirimkan data ke computer
      
    
    
  • Menerima sinyal kendali dari computer
    
  • Mengirimkan sinyal kendali ke peripherals
    
    
    
    • Contoh: spin disk
      
    
    
  • Menerima address dari computer
    
    
    
    • Contoh: nomor port
      
    
    
  • Mengirimkan sinyal interrupt
    
  
  
• CPU Connection
  
  
  
  • Membaca instruksi dan data
    
  • Menuliskan data (setelah diproses)
    
  • Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit lain
    
  • Menerima (& menanggapi) interrupt
    
  
  
• Bus
  
  
  
  • Ada beberapa kemungkinan interkoneksi sistem
    
  • Yang biasa dipakai: Single Bus dan multiple BUS
    
  • PC: Control/Address/Data bus
    
  • DEC-PDP: Unibus
    
  
  
• What is a Bus?
  
  
  
  • Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device
    
  • Biasanya menggunakan cara broadcast
    
  • Seringkali dikelompokkan
    
    
    
    • Satu bus berisi sejumlah kanal (jalur)
      
    • Contoh bus data 32-bit berisi 32 jalur
      
    
    
  • Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan
    
  
  
• Data Bus
  
  
  
  • Membawa data
    
    
    
    • Tidak dibedakan antara “data” dan “instruksi”
      
    
    
  • Lebar jalur menentukan performance
    
    
    
    • 8, 16, 32, 64 bit
      
    
    
  
  
• Address bus
  
  
  
  • Menentukan asal atau tujuan dari data
    
  • Misalkan CPU perlu membaca instruksi (data) dari memori pada lokasi tertentu
    
  • Lebar jalur menentukan kapasitas memori maksimum dari sistem
    
    
    
    • Contoh 8080 memiliki 16 bit address bus maka ruang memori maksimum adalah 64k
      
    
    
  
  
• Control Bus
  
  
  
  • Informasi kendali dan timing
    
    
    
    • Sinyal read/write memory (MRD/MWR)
      
    • Interrupt request (IRQ)
      
    • Clock signals (CK)
      
    
    
  
  
• Skema Interkoneksi Bus
  
  
  
• Bentuk Fisik Bus
  
  
  
  • Jalur-jalur parallel PCB
    
  • Ribbon cables
    
  • Strip connectors pada mother boards
    
    
    
    • contoh PCI
      
    
    
  • Kumpulan kabel
    
  
  
• Problem pada Single Bus
  
  
  
  • Banyak devices pada bus tunggal menyebabkan:
    
    
    
    • Propagation delays
      
      
      
      • Jalur data yg panjang berarti memerlukan koordinasi pemkaian shg berpengaruh pada performance
        
      • If aggregate data transfer approaches bus capacity
        
      
      
    
    
  • Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus
    
  
  
• Bus Traditional (ISA (menggunakan cache)
  
  
  
• High Performance Bus
  
  
  
• Jenis Bus
  
  
  
  • Dedicated
    
    
    
    • Jalur data & address terpisah
      
    
    
  • Multiplexed
    
    
    
    • Jalur bersama
      
    • Address dan data pada saat yg beda
      
    • Keuntungan
      
      
      
      • jalur sedikit
        
      
      
    • Kerugian
      
      
      
      • Kendali lebih komplek
        
      • Mempengaruhi performance
        
      
      
    
    
  
  
• Arbitrasi Bus
  
  
  
  • Beberapa modul mengendalikan bus
    
  • contoh CPU dan DMA controller
    
  • Setiap saat hanya satu modul yg mengendalikan
    
  • Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed
    
  
  
• Arbitrasi Centralised
  
  
  
  • Ada satu hardware device yg mengendalikan akses bus
    
    
    
    • Bus Controller
      
    • Arbitrer
      
    
    
  • Bisa berupa bagian dari CPU atau terpisah
    
  
  
• Arbitrasi Distributed
  
  
  
  • Setiap module dapat meng-klaim bus
    
  • Setiap modules memiliki Control logic
    
  
  
• Timing
  
  
  
  • Koordinasi event pada bus
    
  • Synchronous
    
    
    
    • Event ditentukan oleh sinyal clock
      
    • Control Bus termasuk jalur clock
      
    • Siklus bus ( bus cycle) transmisi 1 ke 0
      
    • Semua devices dpt membaca jakur clock
      
    • Biasanya sinkronisasi terjadi pada tepi naik (leading edge)
      
    • Suatu event biasanya dimualai pada awal siklus
      
    
    
  
  
• Synchronous Timing Diagram
  
  
  
• Asynchronous Timing Diagram
  
  
  
• Bus PCI
  
  
  
  • Peripheral Component Interconnection
    
  • Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain
    
  • 32 atau 64 bit
    
  • 50 Jalur
    
  
  
• Jalur pada Bus PCI (yg harus)
  
  
  
  • Jalur System
    
    
    
    • clock and reset
      
    
    
  • Address & Data
    
    
    
    • 32 jalur multiplex address/data
      
    • Jalur validasi
      
    
    
  • Interface Control
    
  • Arbitrasi
    
    
    
    • Not shared
      
    • Direct connection to PCI bus arbiter
      
    
    
  • Error lines
    
  
  
• Jalur Bus PCI (Optional)
  
  
  
  • Interrupt lines
    
    
    
    • Not shared
      
    
    
  • Cache support
    
  • 64-bit Bus Extension
    
    
    
    • Additional 32 lines
      
    • Time multiplexed
      
    • 2 lines to enable devices to agree to use 64-bit transfer
      
    
    
  • JTAG/Boundary Scan
    
    
    
    • For testing procedures
      
    
    
  
  
• Command pada PCI
  
  
  
  • Transaksi antara initiator (master) dg target
    
  • Master pegang kendali bus
    
  • Master menentukan jenis transaksi
    
    
    
    • Misal I/O read/write
      
    
    
  • Fase Address
    
  • Fase Data
    
  
  

CPU

• Central Processing Unit
  
  
  
  • Merupakan komponen terpenting dari sistem komputer
    
  • komponen pengolah data berdasarkan instruksi yang diberikan kepadanya
    
  • Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU
    
  • tersusun atas beberapa komponen
    
  
  
• Komponen Utama CPU
  
  
  
  • Arithmetic and Logic Unit (ALU)
    
  • Control Unit
    
  • Registers
    
  • CPU Interconnections
    
  
  
• Arithmetic and Logic Unit (ALU)
  
  
  
  • Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
    
  • ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan
    
  • instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya
    
  • ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri
    
  
  
• Control Unit
  
  
  
  • Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya.
    
  • Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
    
  
  
• Registers
  
  
  
  • Media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.
    
  • Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.
    
  
  
• CPU Interconnections
  
  
  
  • Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus eksternal CPU
    
  • Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register – register.
    
  • Komponen eksternal CPU :sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran
    
  
  
• Komponen internal CPU
  
  
  
• Struktur detail internal CPU
  
  
  
• Fungsi CPU
  
  
  
  • Menjalankan program – program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi –instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.
    
  • Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute).
    
  
  
• Siklus instruksi
  
  
  
  • Terdiri dari siklus fetch dan siklus eksekusi
    
    
    
  
  
• Siklus Fetch - Eksekusi
  
  
  
  • Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori
    
  • Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC)
    
  • PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi
    
  • Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR).
    
  • Instruksi – instruksi ini dalam bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan
    
  
  
• Aksi CPU
  
  
  
  • CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.
    
  • CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.
    
  • Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.
    
  • Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.
    
  
  
• Siklus Eksekusi
  
  
  
  • Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.
    
  • Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
    
  • Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
    
  • Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
    
  • Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
    
  • Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
    
  • Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
    
  
  
• Diagram siklus instruksi
  
  
  
• 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
  
  
  
  • Secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori.
    
  • Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing – masing modul berbeda.
    
  • Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul
    
    
  
  
• Kelas sinyal interupsi
  
  
  
  • Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
    
  • Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
    
  • I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
    
  • Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.
    
  
  
• Proses Interupsi
  
  
  
  • Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi – instruksi lain.
    
  • Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor
    
  • Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi.
    
  • Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali.
    
  • Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak
    
    
  
  
• Siklus eksekusi oleh prosesor dengan adanya fungsi interupsi
  
  
  
  
• Sistem operasi kompleks
  
  
  
  • Interupsi ganda (multiple interrupt).
    
  • Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses pencetakan dengan printer selesai, disamping itu dimungkinkan dari saluran komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba.
    
  • Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini
    
  
  
• Pendekatan Interupsi ganda
  
  
  
  • Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan /sekuensial
    
    
    
    • Menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor.
      
    • Setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain baru di tangani.
      
    
    
  • Pengolahan interupsi bersarang yaitu mendefinisikan prioritas bagi interupsi
    
    
    
    • Interrupt handler mengizinkan interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu
      
    
    
  
  
• Multiple Interrupts - Sequential
  
  
  
  
• Multiple Interrupts - Nested