2 1 bussistem
TRANSCRIPT
ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER
BUS-BUS SISTEM
IBP WIDJA, MT
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 2
Arsitektur Von Neumann
Seluruh rancangan komputer kontemporer secara virtual didasarkan pada konsep yg dibuat oleh John Von Neumann
Rancangan ini disebut arsitektur von Neumann dengan konsep utama:
− Data dan Instruksi disimpan di memory read/write tunggal− Memory dapat dialamati dng lokasi, tidak tergantung dari jenis data yang
berada di dalamnya− Eksekusi terjadi dengan cara sekuensial (kecuali diubah secara eksplisit)
dari instruksi yg satu ke berikutnya
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 3
Konsep Program
Program dapat dibuat langsung pada hardware dengan konfigurasi komponen2 logic yg dirancang dan di set secara spesifik
Kita dapat mengganggap proses penghubungan berbagai komponen pada konfigurasi spesifik diatas sebagai sebuah bentuk pemrograman. Program bentukan hardware disebut sebagai hardwired program
Bila semua pemrograman dilakukan spt diatas maka kegunaan jenis hardware akan sangat sedikit
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 4
Konsep Program...
Sistem Hardwired program sangat tidak fleksible karena tiap program memerlukan konfigurasi hardware tertentu.
Sistem Hardwired dapat diganti dengan penerapan signal-signal yg dapat mengontrol fungsi dari hardware yg didalamnya sudah terdapat fungsi aritmetik & logika umum.
Daripada melakukan re-wiring pada hardware, lebih efektif bila memberikan supply set signal kontrol yg baru.
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 5
Ilustrasi Konsep Program
InterpreterInstruksiData Hasil
(a) Pemrograman Software
Kumpulan FungsiAritmetika dan
Logika
Data Hasil
(a) Pemrograman Hardware
Hardware Tertentu
Fungsi Aritmetikadan Logika untuk
Umum
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 6
Apakah program itu?
Program adalah urutan langkah (step). Setiap step dilakukan operasi aritmetik atau logika. Untuk setiap operasi, akan membutuhkan perbedaaan set
signal kontrol.
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 7
Fungsi Control Unit
Untuk tiap operasi akan disediakan code unik− Contoh: ADD, MOVE
Segmen dari Hardware akan menerima code tersebut dan mengirimkan signal kontrol
Dengan demikian kita dapat melakukan komputasi.
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 8
Komponen
Control Unit dan Arithmetic and Logic Unit merupakan inti dari unit proses .
Data dan instruksi diperlukan untuk masuk ke sistem dan menghasilkan keluaran.
− Input/output Dibutuhkan tempat penyimpanan sementara untuk code
dan hasil− Main memory
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 9
Komponen komputerTop level view
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 10
Siklus Instruksi
Dua step:− Fetch (pengambilan)− Execute (eksekusi)
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 11
Siklus Fetch
Program Counter (PC) memuat address dari instruksi berikutnya untuk fetch
Prosessor men-fetch instruksi dari lokasi memory yang ditunjukkan oleh PC
Increment (pertambahan) PC Instruksi di-load ke Instruction Register (IR) Prosessor menginterpretasikan instruksi dan membentuk
aksi (aktivitas) yang diperlukan
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 12
Siklus Eksekusi Processor-memory
− Data transfer antara CPU dan Memory utama Processor - I/O
− Data transfer antara CPU dan modul I/O Data processing
− Beberapa operasi aritmetik dan logik pada data Control
− Urutan alternatif dari operasi− misal: jump
Kombinasi dari yang diatas
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 13
Contoh eksekusi programContoh sebuah mesin dngKarakteristik hipotesis sbb:
0 3
op code
4 15
alamat
a). Format Instruksi
0
S
15
besaran
1
b). Format Integer
0001 = Muatan AC dari Memory0010 = Simpan AC ke Memory0101 = Tambahkan AC dari Memory
c). Kumpulan parsial op-code
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 14
State diagram siklus instruksi
CPU accessto memoryor I/O
Internal CPUoperations
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 15
Interrupts Mekanisme dimana module lain (misalnya I/O) boleh menginterupsi
urutan normal dari suatu proses. Interrupts dapat terjadi karena:
− Program contoh: overflow, pembagian dengan nol
− Timer Dibangkitkan oleh timer internal prosessor Digunakan dalam pre-emtive multi-tasking
− I/O Dari kontroler I/O
− Kerusakan hardware contoh: Error pada pariti memory
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 16
Aliran control program
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 17
Pemindahan kontrol via interrupt
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 18
Siklus Instruksi dng Interrupt
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 19
Siklus Interrupt
Interrupt ditambahkan pada siklus instruksi Prosessor mengecek interrupt
− Diindikasikan oleh signal interrupt Jika tidak ada interrupt, instruksi berikutnya di fetch Jika ada interrupt :
− Current program yg sedang berjalan di suspend− Save context− Set Program Counter (PC) untuk memulai address dari rutin
“interrupt handler”− Interrupt di proses− Context yg tadinya di save di re-store kembali untuk melanjutkan
program awal yg di intrupsi
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 20
Pewaktuan Program:Waktu Tunggu I/O yang singkat
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 21
Pewaktuan Program:Waktu Tunggu I/O yang panjang
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 22
State diagram siklus instruksidengan interrupt
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 23
Multiple Interrupt Pada Multiple Interrupt terdapat 2 pendekatan
− Interrupt di-disable Prosessor akan mengabaikan interrupt lain ketika sedang memproses
suatu interrupt. Interrupt lain akan ter-pending dan di-cek setelah interrupt pertama
selesai di proses Setiap interrupt akan ditangani secara berurutan (sekuensial) setiap
muncul − Menentukan prioritas
Interrupt dng prioritas rendah dapat diinterupsi dengan interrupt dng prioritas lebih tinggi
Ketika interrupt dng prioritas lebih tinggi tsb telah selesai diproses prosessor kembali memproses interrupt sebelumnya. (Interrupt bersarang)
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 24
Pengelolaan Interrupt sekuensial
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 25
Pengelolaan Interrupt bersarang (nested)
orkom-1 (IBP Widja,MT) Bus-Bus Sistem 26
Contoh urutan waktumultiple interrupt