MAKALAH
C P U DAN
FUNGSINYA
Disusun
Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas
Mata
Kuliah Pengenalan Komputer
DISUSUN
OLEH :
KELOMPOK
I
1.
AHMAD IHLAS NURKARIM
2.
IBAD SUPIRMAN
3.
WAKI ISHAQ
KELAS : 1 – D
JURUSAN PAI / TARBIYAH
INSTITUT AGAMA ISLAM CIPASUNG
SINGAPARNA – TASIKMALAYA
2013
KATA PENGANTAR
Puji Syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha
Esa yang telah memberikan rahmatnya kepada saya sehingga saya dapat
menyelesaikan tugas Makalah ini dengan baik dan dengan segala kemampuan
yang saya miliki.Saya dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik dikarenakan
bimbingan dari dosen kami yang telah banyak bersabar dalam mengajar dan selalu
memberikan pemahaman langkah demi langkah sehingga saya dapat mengerti sedikit
tentang Arsitektur Komputer hingga mempermudah saya untuk mencari bahan makalah
ini baik melalui internet maupun yangbersumber dari modul yang telah diberikan
oleh Dosen Pengasuh.Demikian sepatah kata dari saya, semoga tugas ini
dapat berguna bagi rekan-rekan mahasiswa khususnya dapat berguna bagi saya
pribadi.
Cipasung 24 September
Tim Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
CPU adalah bagian terpenting dari sebuah
komputer karena semua dilakukan bersama-sama diselenggarakan oleh CPU komputer.
Bisa dikatakan bahwa CPU adalah otak dari sebuah computer.Secara umum sering
disebut sebagai CPU prosesor. Pada komputer mikro, prosesor ini disebut
mikroprosesor. Dalam perkembangannya, CPU telah mengalami perubahan yang
signifikan dalam kecepatan, kinerja, dan kinerja.
- Memori utama adalah memori yang berfungsi untuk menyimpan data danprogram. Jenis Memori Utama ada 2 yaitu :
- ROM ( Read Only memory) yaitu memory yang hanya bisa dibaca saja datanya atau programnya. Pada PC, ROM terdapat pada BIOS (Basic InputOutput System) yang terdapat pada Mother Board yang berfungsi untuk men-setting peripheral yang ada pada system. Contoh: AMIBIOS, AWARDBIOS, dll ROM untuk BIOS terdapat beragam jenis diantaranya jenis FlashEEPROM BIOS yang memiliki kemampuan untuk dapat diganti programnya dengan software yang disediakan oleh perusahhan pembuat Mother Board, yang umumnya penggantian tersebut untuk peningkatan unjuk kerja dari peripheral yang ada di Mother Board.
RAM (Random Acces Memory) yang memiliki
kemampuan untuk mengubah data atau program yang tersimpan di dalamnya. Ada
bebrapa jenis RAM yang ada di pasaran saat ini SRAM, EDORAM, SDRAM,
DDRAM,RDRAM, VGRAM, DDR1, DDR2, dll. Pada memori jenis RAM dikenal istilah BUS
SPEED, seperti PC66,PC100, PC133, PC200, PC 400 dll yang artinya adalah
kecepatan aliran data atau program pada memori dimana semakin besar nilai BUS
SPEED, maka semakin cepat akses terhadap memori tersebut. Memori sekunder
merupakan memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program.
Contohnya antara lain hardisk, floppy disk dll.Bagian ketiga adalah CPU atau
Central Processing Unit. Pada PC atau personal computer biasa disebut dengan
prosesor atau mikroprosessor. Bagian ini merupakan otak dari sebuah computer.
Semua program-program yang terdiri dari instruksi-instruksi akan diproses dan
dikerjakan oleh CPU. Satuan kecepatan dari sebuah prosesor adalah Mhz atau GHz.
Semakin besar kecepatannya makin bagus pula prosesor itu dan eksekusi dari
program-program yang akan dijalankan akan semakin cepat. Ada banyak factor yang
mempengaruhi performansi sebuah prosesor, yaitu lebar data bus, kecepatan
prosessor atau clock prosessor, arsitektur internal prosesor, kecepatan I/O
bus, dan cache memori level 1 maupun level 2. CPU mengendalikan semua proses
yang akan dikerjakan oleh computer dengan cara mengambil instruksi biner dari
memori, menerjemahkannya menjadi serangkaian aksi dan menjalankannya. Aksi
tersebut bisa berupa transfer data dari dan ke memori, operasi aritmatika dan
logika, atau pembangkitan sinyal kendali. Secara umum CPU terdiri dari beberapa
bagian berbeda. Unit control bertanggung jawab mengambil instruksi-instruksi
dari memori utama dan menentukan jenis instruksi-instruksi tersebut. Unit
logika aritmatik (ALU) menjalankan operasi-operasi aritmatika seperti
penjumlahan dan Boolean AND. CPU juga berisi sebuah memori kecil berkecepatan
tinggi yang digunakan untuk menyimpan hasil-hasil sementara dan informasi
kontrol tertentu. Memori ini terdiri dari sejumlah register yang masing-masing
memiliki ukuran dan fungsi tersendiri. Biasanya seluruh register itu memiliki
ukuran yang sama. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai
jumlah maksimum tertentu tergantung pada ukuran register tersebut.
Register-register dapat dibaca dan ditulis dengan kecepatan tinggi karena
mereka berada dalam CPU. Register yang paling penting adalah Program Counter
(PC) yang menunjuk instruksi berikutnya yang harus diambil untuk dijalankan.
Nama program counter sebenarnya kurang tepat karena istilah ini tidak ada
hubungannya sama sekali dengan counter namun istilah ini telah digunakan secara
luas. Selain itu fungsi penting lain dari register adalah Instruction Register
(IR) yang menyimpan instruksi yang sedang dijalankan. Sebagian besar komputer
juga memiliki beberapa register lain. Sebagian di antaranya digunakan untuk
tujuanumum dan sebagian lagi untuk tujuan-tujuan khusus. CPU menjalankan setiap
instruksi dalam beberapa langkah kecil. CPU mengambil instruksi dari memori dan
membawanya ke dalam IR kemudian mengubah PC agar menunjuk ke instruksi
selanjutnya. Kemudian CPU menentukan jenis instruksi yang baru saja diambil.
Jika instruksi tersebut menggunakan sebuah word dalam memori maka akan
ditentukan di mana instruksi tersebut berada.
Ø
Unit Pengolah Pusat (UPP) (bahasa Inggris: CPU,
singkatan dari Central Processing Unit), merujuk kepada perangkat keras
komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak.
Istilah lain, prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU.
Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu,
seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun
1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan
menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut.
Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut.
Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:
ü Mengatur dan
mengendalikan alat-alat input dan output.
ü Mengambil
instruksi-instruksi dari memori utama.
ü Mengambil data
dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
ü Mengirim
instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika
serta mengawasi kerja dari ALU.
ü Menyimpan hasil
proses ke memori utama.
Ø Register
merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi,
yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses.
Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di
olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini
dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data
secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi
ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan
mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
Ø ALU unit 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 arithmetika 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 ).
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 ).
Ø CPU
Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen
internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan
bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori
utama, piranti masukan /keluaran.
Ø Cara Kerja CPU
Saat data
dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan
di RAM (melalui Input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh
Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di
Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka
Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan
ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi
tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit
dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini
di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah
arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan
berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila
hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil
pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika
pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil
pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu
selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke
output-devices.
2. Fungsi CPU
Berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU
jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan
operasi aritmatika danlogika terhadap data yang diambil dari memori atau dari
informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan
ketik, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan
sekumpulan percabangan instruksi.
Pemrosesan instruksi dalam CPU dibagi atas dua
tahap, Tahap-I disebut Instruction Fetch, sedangkan Tahap-II disebut
Instruction Execute. Tahap-I berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit
mengambil data dan/atau instruksi dari main-memory ke register, sedangkan
Tahap-II berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit menghantarkan data
dan/atau instruksi dari register ke main-memory untuk ditampung di RAM, setelah
Instruction Fetch dilakukan. Waktu pada tahap-I ditambah dengan waktu pada
tahap-II disebut waktu siklus mesin (machine cycles time).
Penghitung program dalam CPU umumnya bergerak secara berurutan. Walaupun demikian, beberapa instruksi dalam CPU, yang disebut dengan instruksi lompatan, mengizinkan CPU mengakses instruksi yang terletak bukan pada urutannya. Hal ini disebut juga percabangan instruksi (branching instruction). Cabang-cabang instruksi tersebut dapat berupa cabang yang bersifat kondisional (memiliki syarat tertentu) atau non-kondisional. Sebuah cabang yang bersifat non-kondisional selalu berpindah ke sebuah instruksi baru yang berada di luar aliran instruksi, sementara sebuah cabang yang bersifat kondisional akan menguji terlebih dahulu hasil dari operasi sebelumnya untuk melihat apakah cabang instruksi tersebut akan dieksekusi atau tidak. Data yang diuji untuk percabangan instruksi disimpan pada lokasi yang disebut dengan flag.
Penghitung program dalam CPU umumnya bergerak secara berurutan. Walaupun demikian, beberapa instruksi dalam CPU, yang disebut dengan instruksi lompatan, mengizinkan CPU mengakses instruksi yang terletak bukan pada urutannya. Hal ini disebut juga percabangan instruksi (branching instruction). Cabang-cabang instruksi tersebut dapat berupa cabang yang bersifat kondisional (memiliki syarat tertentu) atau non-kondisional. Sebuah cabang yang bersifat non-kondisional selalu berpindah ke sebuah instruksi baru yang berada di luar aliran instruksi, sementara sebuah cabang yang bersifat kondisional akan menguji terlebih dahulu hasil dari operasi sebelumnya untuk melihat apakah cabang instruksi tersebut akan dieksekusi atau tidak. Data yang diuji untuk percabangan instruksi disimpan pada lokasi yang disebut dengan flag.
3. STRUKTUR CPU 64 BIT
Kemampuan komputer modern saat ini tidak
didukung oleh arsitektur 32 bit. Oleh karena itu kini saatnya beralih ke arsitektur
64 bit.
Dengan struktur CPU ini, 64 bit dapat memproses lebih banyak data per siklus kerja. Aplikasi tertentu juga berjalan lebih cepat dengan data troughput yang lebih baik. Selain itu, sistem ini juga mendukung kapassitas RAM yang hampir tidak terbatas sehingga dapat dipergunakan oleh program secara penuh. Bila RAM cukup, software tidak perlu lagi menyimpan data pada hard disk yang tergolong lambat. Kinerja ini langsung terasa bila menjalankan aplikasi multimedia karena aplikasi ini umumnya cepat menghabiskan RAM sebesar 4 GB atau bahkan lebih. Agar sistem 64 bit berjalan cepat, Anda pun harus menggunakan software dan hardware yang mendukung.
Dengan struktur CPU ini, 64 bit dapat memproses lebih banyak data per siklus kerja. Aplikasi tertentu juga berjalan lebih cepat dengan data troughput yang lebih baik. Selain itu, sistem ini juga mendukung kapassitas RAM yang hampir tidak terbatas sehingga dapat dipergunakan oleh program secara penuh. Bila RAM cukup, software tidak perlu lagi menyimpan data pada hard disk yang tergolong lambat. Kinerja ini langsung terasa bila menjalankan aplikasi multimedia karena aplikasi ini umumnya cepat menghabiskan RAM sebesar 4 GB atau bahkan lebih. Agar sistem 64 bit berjalan cepat, Anda pun harus menggunakan software dan hardware yang mendukung.
Bila Anda pernah beralih ke Windows XP 64 bit,
mungkin kenangan buruk tersebut masih terkenang kuat. Sistem 64 bit pertama
dari Microsoft dengan nama Windows XP Professional x64 Edition ini sangat
mengecewakan. Tidak ada aplikasi yang sesuai dan driver untuk perangkat tidak
kompatibel. Para pengembang software sudah melakukan lompatan jauh sejak
pengenalan Vista dan dengan Windows 7, tiba saat yang tepat untuk keluar dari
masalah penurunan performa pada 32-bit.
Perangkat untuk 64 bit ini pun sudah tersedia
sejak lama. Prosesor 64-bit pertama untuk pengguna pribadi sudah ditawarkan
oleh AMD sejak 2003 dengan nama Athlon 64-bit dan chipset Opteron. Tidak lama
kemudian kehadirannya disusul oleh Intel. Sejak saat itu, banyak hal yang
dilakukan dan semakin banyak hardware yang kompatibel dengan 64-bit, antara
lain prosesor Athlon 64, Athlon X2, Phenom, Sempron 64, Turion, semua Intel
Core 2, Core i, serta berbagai CPU Celeron dan Pentium. Bila sudah siap untuk
beralih ke Windows 7, sebaiknya Anda mencoba kekuata 64-bit ini.
LEBIH BANYAK RAM BERKAT 64 Bit
Sistem 32 bit sudah mencapai batasnya. Hardware
terbaru hanya optimal bila menggunakan 64 bit.RAM yang dapat tersedia
ditentukan address bus CPU. Dengan address bus 32 bit, kapasitas RAM maksimal
hanya mencapai 4 GB. Untuk server, keterbatasan fisik ini sebagian dapat
diatasi dengan sebuah trik. Namun, pada PC rumahan, tidak ada yang dapat
dilakukan dan pengguna harus puas dengan RAM yang terbatas. Kapasitas 4 GB
sebenarnya belum begitu besar karena sebagian dicadangkan untuk Windows,
sebagian lagi untuk akses hardware, misalnya untuk graphics, soundcard, atau
USB interface. Untuk program saja, sistem membutuhkan sekitar 2,5 sampai 3,2 GB
secara efektif. Sebaliknya, dengan 64 bit, addressing RAM secara teoritis
mencapai 16 Exabyte. Program-program dapat menggunakan RAM sebesar mungkin,
sejauh berjalan dalam mode 64-Bit.
Alasannya, penggunaan RAM oleh
software-software 32-bit juga terbatas, sama seperti sistemnya. Bila
menjalankan banyak aplikasi sekaligus, sistem 64-bit memang paling cocok. Tiap
software dapat memanfaatkan RAM maksimal sampai 4 GB. Praktik nya ternyata berbeda
karena aplikasi RAM juga dibatasi. Sebagai contoh, Microsoft membatasi RAM pada
Windows 7 Home Premium Version hanya sampai 16 GB, sedangkan pada Windows 7
Professional dan Ultimate hanya sampai 192 GB.
Perangkat untuk sistem 64-bit ini pun sudah
tersedia sejak lama. Prosesor 64-bit pertama untuk pengguna pribadi sudah
ditawarkan oleh AMD sejak 2003 dengan nama Athlon 64-bit dan chipset Opteron.
Tidak lama kemudian, kehadiran nya disusul oleh Intel. Sejak saat itu, banyak
hal yang dilakukan dan semakin banyak hardware yang kompatibel dengan 64-bit,
antara lain prosesor Athlon 64, Athlon X2, Phenom, Sempron 64, Turion, semua
Intel Core 2, Core i, serta berbagai CPU Celeron dan Pentium. Bila sudah siap
untuk beralih ke Windows 7, sebaiknya Anda mencoba kekuatan 64-bit ini.
Komponen Utama CPU
CPU merupakan komponen terpenting dari sistem
komputer. CPU adalah komponenpengolah data berdasarkan instruksi – instruksi
yang diberikan kepadanya.Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun
atas beberapa komponen sebagaibagian dari struktur CPU, seperti terlihat pada
gambar 3.1 dan struktur detail internal CPU terlihatpada gamber 3.2. CPU
tersusun atas beberapa komponen, yaitu :
Arithmetic and Logic Unit
(ALU), bertugas membentuk fungsi – fungsi
pengolahan data komputer. ALU sering disebutmesin bahasa(machine language)
karena bagian inimengerjakan 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 komputersehingga terjadi sinkronisasi
kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsioperasinya. Termasuk
dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi –instruksi dari
memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
Registers adalah media penyimpan internal CPU
yang digunakan saat proses pengolahan data.Memori ini bersifat sementara,
biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupundata untuk
pengolahan selanjutnya.
CPU Interconnections,adalah sistem koneksi dan
bus yang menghubungkan komponen internalCPU, yaitu ALU, unit kontrol dan
register – register dan juga dengan bus – bus eksternal CPUyang menghubungkan
dengan sistem lainnya seperti memori utama piranti masukkan/keluar.
Fungsi CPU
fungsi CPU adalah penjalankan program – program yang disimpan dalam memori
utamadengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut
dan mengeksekusinyasatu persatu sesuai alur perintah.
Untuk memahami fungsi CPU dan caranya berinteraksi dengan komponen lain, perlu
kitatinjau lebih jauh proses eksekusi program. Pandangan paling sederhana
proses eksekusi programadalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang
terdiri dari dua langkah, yaitu : operasipembacaan instruksi (fetch ) dan
operasi pelaksanaan instruksi ( execute ).Siklus instruksi yang terdiri dari
siklus fetch dan siklus eksekusi.
Siklus Fetch – Eksekusi
Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan
membaca instruksi dari memori. Terdapa tregister dalam CPU yang berfungsi
mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut 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
instruksipengubahan urusan eksekusi. Perlu diketahui bahwa siklus eksekusi
untuk suatu instruksi dapat melibatkan lebih dari sebuah referensi ke memori.
Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu
mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksiberikutnya yang akan dieksekusi.
Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamatinstruksi sebelumnya.
Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memilikipanjang 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 jenisoperasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan. Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukanapabila melibatkan referensi operand pada memori.
Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU. Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenisoperasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan. Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukanapabila 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.
Fungsi Interrupt
Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian
atau pengalihan pengolahan instruksidalam CPU kepada routine interupsi. Hampir
semua modul (memori dan I/O) memilikimekanisme yang dapat menginterupsi kerja
CPU.Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine
instruksi agarefektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun
memori. Setiap komponenkomputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan,
tetapi kendali terletak pada CPUdisamping itu kecepatan eksekusi masing –
masing modul berbeda sehingga dengan adanyafungsi interupsi ini dapat sebagai
sinkronisasi kerja antar modul. Macam – macam kelas sinya linterupsi :
a. Program yaitu interupsi yang dibangkitkan
dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasileksekusi program. Contohnya:
arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
b. Timer adalah interupsi yang
dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkansistem operasi
menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
c. I/O sinyal interupsi yang dibangkitkan
oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi errordan penyelesaian suatu
operasi.
d. Hardware failure adalah interupsi yang
dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.
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 prosessor
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. Apabila interupsi ditangguhkan, prosesor akan melakukan hal – hal
dibawah ini :
1. Prosesor menangguhkan eksekusi program yang
dijalankan dan menyimpan konteksnya.Tindakan ini adalah menyimpan alamat
instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lainyang relevan.
2. Prosesor menyetel program counter (PC) ke
alamat awal routine interrupt handler
Untuk sistem operasi yang kompleks sangat
dimungkinkan adanya 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. Dalam hal ini prosesor
harus menangani interupsi ganda.
Dapat diambil dua buah pendekatan untuk
menangani interupsi ganda ini. Pertama adalahmenolak atau tidak mengizinkan
interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor. Kemudiansetelah
prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain baru di
tangani.Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan /
sekuensial pendekatan ini cukup baik dan sederhana karena interupsi
ditangani dalam ututan yang cukup ketat. Kelemahan pendekatanini adalah metode
ini tidak memperhitungkan prioritas interupsi.
Pendekatan kedua adalah dengan mendefinisikan
prioritas bagi interupsi dan interrupt handler mengizinkan
interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu. Pedekatan
inidisebut pengolahan interupsi bersarang. Sebagai contoh untuk
mendekatan bersarang, misalnya suatu sistem memiliki tiga perangkat I/O:
printer, disk, dan saluran komunikasi, masing – masing prioritasnya 2, 4 dan
5.Pada awal sistem melakukan pencetakan dengan printer, saat itu terdapat
pengiriman data pada saluran komunikasi sehingga modul komunikasi meminta
interupsi. Proses selanjutnya adalahpengalihan eksekusi interupsi mudul
komunikasi, sedangkan interupsi printer ditangguhkan. Saat pengeksekusian modul
komunikasi terjadi interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih rendah maka
interupsi disk ditangguhkan. Setelah interupsi modul komunikasi selesai akan
dilanjutkan interupsi yang memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu Disk. Bila
interupsi disk selesai dilanjutkaneksekusi interupsi printer. Selanjutnya
dilanjutkan eksekusi program utama.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar