Fungsi dan Interkoneksi Komputer Secara General

 

MATERI IV
Fungsi Dan Interkoneksi
Komputer Secara General

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

        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).

 

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).

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.

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. 

        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.