Elemen dasar komputer

ELEMEN DASAR

Elemen dasar pembentuk komputer sebagai pengeksekusi program adalah :

·         Prosesor                   : Mengontrol operasi computer dan melakukan fungsi pengolahan data . apabila  hanya terdapat sebuah prosesor, makan prosesor tersebut disebut central processing unit (CPU).

·         Memori utama         : Menyimpan data program. Memori ini umumnya volatile. Memori utama juga disebut real memori atau memori primer.

·         Modul-modul I/O     : Memindahkan data antara computer dengan lingkungan eksternalnya. Lingkungan eksternal terdiri dari bermacam-macam perangkat eksternal, yang meliputi perangkat memori sekunder, peralatan komunikasi, dan terminal.

·         Sistem bus               : Beberapa struktur dan mekanisme yang melakukan komunikasi antara prosesor, memori utama, dan modul I/O.

PC                  : Program counter (penghitung program)

IR                    : Instruction register (register instruksi)

MAR               : Memory Address Register (alamat register memori)

MBR               : Memory Buffer Register (buffer register memori)

I/O AR            : Input / Output  Address Register (alamat register input/output)

I/O BR            : Input / Output Buffer Register (buffer register input/output)

REGISTER PROSESOR

Sebuah prosesor terdiri dari sejumlah register yang merupakan memori berkecepatan paling tinggi dan berukuran lebih kecil daripada memori utama. Register didalam prosesor mempunyai dua fungsi, sebagai berikut :

·         User-visible register : memungkinkan bahasa mesin dapat mengurangi resensi memori utama dengan mengoptimalkan penggunaan register.

·         Control dan status register : digunakan oleh prosesor untuk mengontrol operasi prosesor dan mengontrol eksekusi program.

User-visible register

User –visible register dapat direferensikan dengan menggunakan bahasa mesin yang dieksekusi oleh prosesor selain yang umumnya dapat dipakai oleh seluruh program, termasuk program aplikasi dan program sistem. Jenis register yang umumnya tersedia adalah register data, alamat, dan kode kondisi.

            Data register dapat di-assign ke beraneka ragam fungsi oleh pemrogram. Pada keadaan tertentu bersifat serbaguna  dan dapat digunakan sembarang instruksi mesin yang melakukan operasi data itu. Namun, sering kali terdapat keterbatasan. Misalnya, mungkin saja terdapat register yang didedikasikan untuk operasi floating-point.

            Address register berisi alamat data dan instruksi yang terdapat didalam memori utama, atau register itu berisi bagian alamat yang digunakan didalam perhitungan alamat lengkap. Register ini dapat saja berbentuk serbaguna, atau dapat juga ditunjukkan untuk mode pengalamatan tertentu. Berikut ini beberapa contoh.

·         Indeks register  (pengalamatan terindeks) adalah mode pengalamatan biasa yang dipakai untuk mendapatakan alamat efektifnya melibatkan penambahan suatu indeks terhadap nilai basis.

·         Segment pointer (pengalamatan tersegmentasi), memori dibagi menjadi segmentasi yang memiliki blok-blok word yang panjangnya tidak tetap.

·         Stack pointer, apabila terdapat pengalamatan user-visible stack, terdapat sebuah register yang diperuntukkan untuk menunjukkan kebagian atas stack. Ini memungkinkan penggunaan instruksi yang tidak mengandung field alamat, seperti push dan pop.

Control Register dan Status Register

Bermacam-macam register yang digunakan untuk mengontrol operasi prosesor. Pada sebagian besar mesin, sebagian besar register tersebut bersifat tidak visible terhadap pengguna. Bebrapa register dapat diakses oleh instruksi-instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode sistem operasi. Tentu saja, mesin yang berbeda akan memiliki organisasi register yang berlainan dan akan memakai terminology yang berbeda pula. Disamping register-register MAR, MBR, I/O AR, I/O BR, terdapat register-register yang penting bagi eksekusi instruksi seperti dibawah ini.

·         Program Counter (PC) : berisi alamat instruksi yang akan diambil.

·         Instruction Register (IR) : Berisi instruksi terkahir yang digunakan.

EKSEKUSI INSTRUKSI

Fungsi dasar yang dilakukan oleh sebuah komputer adalah eksekusi program. Program yang akan dieksekusi terdiri dari sejumlah instruksi yang berada di dalam memori utama. Prosesor melaksanakan tugas aktualnya dengan melaksanakan instruksi yang telah ditetapkan di dalam program. Dalam bentuk yang sederhana, pengolahan instruksi terdiri dari dua langkah : prosesor membaca (fetch) instruksi dari dalam memori secara satu- persatu dan mengeksekusi instruksi itu. Eksekusi dapat terdiri dari beberapa operasi dan tergantung pada sifat instruksinya.

Pada setiap siklus instruksi, prosesor membaca instruksi memori dari memori. Pada prosesor tertentu, program counter (PC) menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dibaca. Apabila tidak terjadi keadaan yang khusus, prosesor selalu akan menambah nilai PC setiap kali membaca instruksi sehingga prosessor akan membaca instruksi berikutnya yang terdapat dalam rangkaian instruksi.

Sebagai contoh, ada komputer yang setiap instruksinya menggunakan sebuah word 16 bit memori. Asumsikan bahwa PC disetel pada lokasi 300. Kemudian prosesor akan membaca instruksi dari lokasi 301, 302, 303, dan seterusnya. Urutan ini dapat diubah, seperti yang akan dijelaskan berikut ini.

Instruksi yang akan dibaca akan dimuatkan kedalam sebuah register yang terdapat didalam prosesor yang dikenal sebagai register instruksi (IR). Instruksi ini berisi bit-bit yang mencirikan aksi yang akan dilakukan oleh prosesor. Kemudian prosesor menginterpretasikan instruksi itu dan melakukan aksi yang diperlukan. Secara umum aksi tersebut dapat digolongkan menjadi empat kategori sebagai berikut.

·         Prosesor-memori Data dapat dipindahkan dari prosesor ke memori atau sebaliknya.

·         Prosesor-I/O Data dapat dipindahkan dari perangkat peripheral atau ke perangkat peripheral dengan melakukan pemindahan antara prosesor dengan modul I/O.

·         Pengolahan data Prosesor dapat melalkukan operasi aritmatik /logic terhadap data

·         Control Sebuah instruksi dapat mencirikan bahwa urutan eksekusi berubah. Misalnya, prosesor dapat membaca instruksi dari lokasi 182. Prosesor akan mengingat hal tersebut dengan menyetel program counter ke 182. Dengan demikian, pada siklus pengambilan berikutnya, instruksi tersebut akan dibaca dari lokasi 182 dan bukan dari 150.

Contoh Kasus !!

Prosesor berisi sebuah register data tunggal yang disebut Akumulator (AC). Instruksi dan datanya memiliki panjang 16 bit. Karena itu, akan mudah apabila mengorganisasikan memori dengan memakai lokasi-lokasi 16 bit, atau word. Format instruksi menyediakan 4 bit opcode (dinyatakan oleh sebuah digit hexadecimal tunggal) sehingga akan terdapat 24 opcode yang berbeda.

a)    Instruction Format

b)   Integer Format

c)    Internal Register CPU

Program Counter (PC) = Alamat Instruksi

Register Instruksi (IR) = Instruksi yang sedang dieksekusi

Acumulator (AC) = Tempat penyimpanan sementara

d)   Partial List of Opcodes (binary format)

01  [0001]= Keluarkan AC dari Memori

02  [0010]= Simpan AC ke Memori

03  [0011]= Tambahkan ke AC dari Memori

Pada kasus ini akan dijelaskan eksekusi program parsial yang menggambarkan bagian-bagian memori dan prosesor register yang terkait. Potongan program yaitu menambahkan isi word memori di alamat 940 ke isi word memori di alamat 941 dan menyimpan hasilnya di alamat yang disebut terakhir. Diperlukan tiga instruksi, yang dapat dijelaskan sebagai tiga siklus pembacaan (pengambilan) dan tiga siklus eksekusi :

1.    PC isinya 300, yaitu alamat instruksi pertama.

2.    4 bit pertama dalam IR mengindikasikan bahwa AC akan di muatkan. 12 bit lainnya mencirikan alamat, yaitu 940.

3.    Nilai PC dinaikkan dan instruksi berikutnya dibaca.

4.    Isi AC yang lama dan isi lokasi 941 ditambahkan dan hasilnya disimpan di AC.

5.    Nilai PC dinaikkan dan instruksi berikutnya dibaca.

6.    Isi AC disimpan di lokasi 941.

kata kunci: komputer, dasar komputer, elemen dasar komputer, prosesor komputer, memori utama komputer, eksekusi komputer, cpu komputer, register komputer

Posted in: komputer