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
