FUNGSI DAN INTERKONEKSI KOMPUTER

         Nah pada kali ini kita akan membahas mengenai interkoneksi komputer dimana akan ada alur alur dari ALU dan CPU. Langsung saja kita bahas dimulai dari :

A.  Komponen Utama Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit merupakan komponen terpenting dari sistem komputer. CPU merupakan komponen pengolah data berdasarkan instruksi yang diberikan kepadanya. Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen. Komponen utama

Central Processing Unit terdiri atas :

∙      Arithmetic and Logic Unit (ALU)

∙      Control Unit

∙      Registers

∙      CPU Interconnections

Gambar 4.1. Komponen Utama Central Processing Unit

 

ALU merupakan unit komputer yang melakukan pengolahan data baik data aritmetika maupun logika. 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 control adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Registers merupakan 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 atau Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus – bus eksternal CPU. Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol, dan register. Komponen eksternal CPU adalah sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran (I/O).

Gambar 4.2. Komponen internal Central Processing Unit

Gambar 4.3. Struktur detail internal CPU

 

Gambar 4.4. Komponen Komputer : Top Level View

 

B.  Fungsi Komponen-komponen utama CPU

Fungsi dasar dari Central Processing Unit adalah melakukan eksekusi program. Pengertian dari program adalah set instruksi yang tersimpan dalam memori. Oleh karena itu, fungsi CPU adalah 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 dari proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute)

 

Siklus fetch terdiri atas serangkaian proses sebagau berikut.

1.        Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori

2.        Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC)

3.        PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi

4.        Instruksi – instruksi yang dibaca akan dimassukkan dalam register instruksi (IR).

5.        Instruksi – instruksi ini dalam bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yg diperlukan sebagaimana penjelasan berikutnya.

Kegiatan atau aksi CPU terbagi menjadi 4 kategori yaitu :

1.        CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya

2.        CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.

3.        Pengolahan Data, CPU melakukan sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.

4.        Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urutan eksekusi.

Siklus eksekusi sebuah intstuksi terdiri atas beberapa proses meliputi 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.

 

Fetch Next Instruction   Execute Instruction

Gambar 4.5. Diagram alir siklus instruksi

Gambar 4.6. Diagram siklus instruksi

 

C.  Instruksi dan Kode Operasi

Format instruksi terdiri atas dua bagian yaitu opcode (operation code) dan address operation. Panjangnya instruksi (jumlah bit instruksi) ditentukan oleh word length masing- masing sistem. Gambar 4.7 dibawah menunjukkan contoh format isntruksi sepanjang 16 bit, terbagi atas 4 bit opcode dan 12 bit alamat data. Kode operasi yang tampak pada gambar dibawah dimulai dari 0000 sampai dengan 1111 setiap kombinasi empat bit biner memiliki makna yang berbeda sebagaimana tampak pada bagian “d” pada gambar.

Gambar 4.7. Format Instruksi dan Kode

Gambar 4. 8 Contoh execution in hypothetical machine

 

Langkah-langkah yang menunjukkan eksekusi program pada mesin sebuah komputer tampak pada gambar 4.8 di atas,. Dari gambar dapat disampaikan informasi sebagai berikut. Jika diketahui bahwa panjang word = 16 bit, terbagi menjadi 4 bit op-code (terdapat 2⁴ jenis kode operasi yang berbeda) dan 12 bit alamat (2¹² lokasi memory). Selanjutnya jika diasumsikan bahwa Program Counter (PC) berada bernilai 300 yang berarti 300 adalah alamat instruksi pertama. Selanjutnya instruksi yang ada pada lokasi 300 (alamat memory dari instruksi : 300) di load ke IR. Pertama PC ke MAR, BACA, kemudian ditransfer ke MBR lalu dari MBR ke IR. Empat bit pertama (op-code) dalam IR mengindikasikan bahwa AC di load. Sementara 12 bit sisanya (angka 940) menunjukkan alamat operan, nilai 1940 adalah bilangan hexadesimal dimana angka 1 mewakili opcode dan 940 mewakili alamat memori. Instruksi selanjutnya (5941) dipangil dari lokasi 301 dan program counter meningkat (misal 1 kali). Kode 5941 memiliki maksud bahwa 5 artinnya “ADD” sedangkan 941 adalah alamat data yang akan dieksekusi instruksi. Isi dari accumulator (memori) yang lama serta konten yang berlokasi di alamat 941 ditambahkan, kemudian hasilnya disimpan dalam accumulator (memori). Instruksi selanjutnya (2941) dipanggil dari lokasi 302 dan program counter increment (meningkat) yang artinya simpan konten dari accumulator pada lokasi 941.