3. central prosesing unit
TRANSCRIPT
![Page 1: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/1.jpg)
Central Processing Unit
Universitas Indonesia TimurProgram S1 Teknik InformatikaFIKOM
![Page 2: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/2.jpg)
Pertemuan ini menjelaskan:• Perkembangan Arsitektur CPU• Siklus pemrosesan instruksi dalam CPU• Teknik Pengalamatan• Proses Interupsi dalam CPU• Paralel Instruksi dan Paralel Processor• Arah dan Perkambangan Desain
Komputer Modern
![Page 3: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/3.jpg)
Struktur Komputer
komputer
CPUMain
Memory
SystemInterkoneksi
IO
![Page 4: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/4.jpg)
ControlUnit
ALU
Internal CPU Bus
Register
![Page 5: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/5.jpg)
SquencingLogic
Control UnitRegister &Decodes
ControlMemory
![Page 6: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/6.jpg)
Arsitektur Mesin Babbage 1
Unit Input
Unit Pengolah
Unit Output
Unit Penyimpan
![Page 7: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/7.jpg)
Komponen Mesin Babbage• Input : membaca instruksi dan data
dari kartu berlubang• Penyimpanan : Memuat 1000 word,
masing2 terdiri dari 50 digit desimal. Menyimpan operand perhitungan
• Pengolah : memproses data berdasarkan instruksi dari kartu berlubang
• Output :Terdiri dari output tercatat dan tercetak
![Page 8: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/8.jpg)
Von Neumann (1952)• Ahli matematika (AS)• Pencetus pertama mesin stored
program• Menggunakan konsep binary
![Page 9: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/9.jpg)
Arsitektur mesin Neumann
Main Memory
Input/OutputEquipment
Aritmatic Logic
Control Unit
![Page 10: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/10.jpg)
Komponen Mesin Neumann• Unit Input : Membaca data dan instruksi
yang diberikan• Main Memory : terdiri dari 4096 word,
masing2 memuat 40 bit binner• Aritmetic Logic : bagian yang berfungsi
sebagai unit pemroses• Control Unit : Pengendali kerja antar
komponen• Menampilkan hasil pengolahan data yang
dilakukan ALU
![Page 11: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/11.jpg)
Arsitektur Mesin Komputer Modern
Main Memory
Input/OutputEquipment
ControlUnit
Register
regalamat
regaritmatik
reg…………
Kendali I/OEquipment ALU
![Page 12: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/12.jpg)
Bagian CPU• Register : Alat penyimpanan kecil, punya
kecepatan akses tinggi, digunakan menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses.
• ALU : Melakukan semua perhitungan aritmatika dan keputusan operasi logika
• Kontrol Unit : mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada dalam sistem komputer.
• I/O interconection : sistem koneksi penghubung antar komponen internal CPU dengan bus eksternal di luar CPU
![Page 13: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/13.jpg)
Jenis-jenis register• Instruction Register (IR) : menyimpan
instruksi yang sedang diproses• Program Counter (PC) menyipan
alamat lokasi dari memory utama yang berisi instruksi yang akan diproses
• General Purpose Register, memiliki kegunaan umum yang berhubungan dengan data yang akan diproses
![Page 14: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/14.jpg)
Daftar RegisterSimbol Register
Banyak Bit
Nama Register
Kegunaan
DR 16 Data Register Menyimpan operand (data)AR 12 Address Register Menyimpan alamat memoriAC 16 Accumulator Register PemrosesIR 16 Instrustion Register Menyimpan kode instruksiPC 12 Program Counter Menyimpan alamat instruksiTR 16 Temporary Register Menyimpan data sementaraINPR 8 Input Register Menyimpan karakter inputOUTR 8 Output Register Menyimpan karakter output
![Page 15: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/15.jpg)
Contoh Arsitektur 8086
Data Register
Ah ALBh BLCh CLDh DL
AxBxCxDx
KontrolLogika
Antrian Instruksi
ALU
SPBPSIDIIP
CSSSDSES
Alamat/Data
Kontrol
20 pin
16 pin
Penunjuk Segmen
![Page 16: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/16.jpg)
Unit Kontrol dan Register Kerja• Kelompok data :Menyimpan operand
dan hasil operasi• Kelompok Pointer (penunjuk):terdiri
dari register basis dan indeks serta PC dan stack pointer
• Kelompok Segmen : Register dengan fungsi khusus
![Page 17: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/17.jpg)
Kelompok Data• Terdiri dari 4 register aritmatika Ax,
Bx, Cx, Dx.• Berfugsi menyimpan operand dan
hasil operasi• Fungsi khusus:
- Bx : register basis penghitung alamat- Cx : register pencacah- Dx : register menyimpan alamat I/O selama mengoperasikan I/O tsb.
![Page 18: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/18.jpg)
Kelompok Penunjuk• IP & SP : Register pencacah (program
counter)• BP : register basis yang digunakan
mengakse stak• BI & SI : register yang digunakan
untuk indeks
![Page 19: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/19.jpg)
Segmen • Code Segmet (CS) dan Stack
Segment (SS), pengalamatan stack dengan menjumlahkan isi regster IP, SP dengan register CS dan SS
• Data Segment (DS)• Extra Segment (ES)
![Page 20: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/20.jpg)
Berbagai Aktivitas (1) • Instruction Address Calculation (IAC)
proses kalkulasi alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi
• Instruction Fetch (IF), membaca/mengambil instruksi dari lokasi memori ke CPU
• Instruction Operation Decoding (IOD), menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan
![Page 21: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/21.jpg)
Berbagai Aktivitas (1)• Operand Address Calculation (OAC),
menentukan alamat operand• Operand Fetch (OF), mengambil operand
dari memory atau dari modul I/O• Data Operation (DO) proses membentuk
operasi yang diperintahkan dalam instruksi
• Operand Store (OS), proses menyimpan hasil eksekusi dalam memory.
![Page 22: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/22.jpg)
Interupsi• Mekanisme penghentian atau
pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU.
• Bertujuan mengatur eksekusi routine instruksi agar efektif dan efisien atara CPU, I/O, maupun memori
![Page 23: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/23.jpg)
Sinyal Interupsi• Program : dibangkitkan dengan
beberapa kondisi pada hasil program• Timer :membangkitkan pewaktuan
dalam prosesor• I/O : dibangkitkan oleh modul I/O
sehubungan pemberitahuan kondisi error
• Hardware failure: dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memory
![Page 24: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/24.jpg)
Prinsip Desain Prosesor• Memaksimalkan kecepata dimana
instruksi dikeluarkan• Memperbanyak instruksi yang secara
langsung dapat dijalankan hardware untuk mempercepat kinerja
• Instruksi mudah dikodekan• Hanya instruksi LOAD dan STORE
yang diakses ke memory• Menyiapkan banyak register
![Page 25: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/25.jpg)
Multi Processor
CPU CPU CPU CPUSharedMemory
![Page 26: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/26.jpg)
Multi Komputer
CPU CPU CPU CPU
CPU CPU CPU CPU
![Page 27: 3. central prosesing unit](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022060116/55812a4ed8b42a68488b48eb/html5/thumbnails/27.jpg)
Sekian……