2. 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
7. 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
8. Von Neumann (1952)
• Ahli matematika (AS)
• Pencetus pertama mesin stored program
• Menggunakan konsep binary
10. 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
11. Arsitektur Mesin Komputer Modern
Main Memory
Register
reg
alamat
Control
Unit reg
aritmatik
reg
…………
Input/Output
Kendali I/O
Equipment ALU
Equipment
12. 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
13. 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
14. Daftar Register
Simbol Banya Nama Register Kegunaan
Regist k Bit
er
DR 16 Data Register Menyimpan operand (data)
AR 12 Address Register Menyimpan alamat memori
AC 16 Accumulator Register Pemroses
IR 16 Instrustion Register Menyimpan kode instruksi
PC 12 Program Counter Menyimpan alamat instruksi
TR 16 Temporary Register Menyimpan data sementara
INPR 8 Input Register Menyimpan karakter input
OUTR 8 Output Register Menyimpan karakter output
15. Contoh Arsitektur 8086
Data Register Antrian Instruksi
Ax Ah AL
Bx Bh BL Kontrol Alamat/Data
Cx Ch CL Logika
Dx Dh DL 20 pin
Penunjuk Segmen
SP CS
Kontrol
BP SS
SI DS 16 pin
ALU
DI ES
IP
16. 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
17. 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.
18. Kelompok Penunjuk
• IP & SP : Register pencacah (program
counter)
• BP : register basis yang digunakan
mengakse stak
• BI & SI : register yang digunakan untuk
indeks
19. 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)
20. 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
21. 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.
22. Interupsi
• Mekanisme penghentian atau pengalihan
pengolahan instruksi dalam CPU.
• Bertujuan mengatur eksekusi routine
instruksi agar efektif dan efisien atara CPU,
I/O, maupun memori
23. 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
24. 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
