ARSITEKTUR SET INSTRUKSI & CENTRAL LOGIC UNIT

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI :

    Arsitektur set instruks atau Instruction Set Architecture (ISA) adalah suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).

 Elemen-elemen dari instruksi mesin (set instruksi) :
·         Operation Code(opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan
·         Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan
·         Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan
·         Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi         
 

 JENIS INSTRUKSI dalam arsitektur set instruksi antara lain :
1. Data procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions
2. Data storage: Memory instructions
3. Data Movement: I/O instructions
4. Control: Test and branch instructions

MODE PENGELAMATAN
    Pentium dilengkapi bermacam-macam mode pengalamatan untuk memudahkan bahasa-bahasa tingkat tinggi
mengeksekusinya secara efisien.
Macam-macam mode pengalamatanpentium :
ž  Mode Immediate
ð  Operand berada di dalam intruksi.
ð  Operand dapat berupa data byte, word atau doubleword.
ž  Mode Operand Register
yaitu operand adalah isi register.
ð  Register 8 bit (AH, BH, CH, DH, AL, BL, CL, DL)
ð  Register 16 bit (AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP)
ð  Register 32bit (EAX, EBX, ECX, ESI, EDI, ESP, EBP)
ð  Register 64 bit yang dibentuk dari register 32 bit secara berpasangan.
4
ð  Register 8, 16, 32 bit merupakan register untuk penggunaan umum (general purpose register).
ð  Register 14 bit biasanyan untuk operasi floating point.
ð  Register segmen (CS, DS, ES, SS, FS, GS)
ž  Mode Displacement
ð  alamat efektif berisi bagian-bagian intruksin dengan displacement 8, 16, atu 32 bit.
ð  dengan segmentasi, seluruh alamat dalam intruksi mengacu ke sebuah offset di dalam segmen.
ð  dalam Pentium, mode ini digunakan untuk mereferensi variable-variabel global.
ž  Mode Base
ð  pengalamatan indirect yang menspesifikasi saru register 8, 16 atau 32 bit berbasis alamat efektifnya.

DESAIN SET INSTRUKSI
    set instrusksi adalah Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU. Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions). Setiap set instruksi yang diberikan dapat diimplementasikan dalam berbagai cara. Semua cara melaksanakan instruksi set yang sama memberikan model pemrograman ,dan mereka semua mampu menjalankan executable biner yang sama. Ketika merancang mikroarsitektur prosesor, insinyur menggunakan blok dari "terprogram" elektronik sirkuit (sering dirancang secara terpisah) seperti penambah, multiplexer, counter, register, ALU dll Beberapa jenis bahasa mentransfer mendaftar yang kemudian sering digunakan untuk menggambarkan decoding dan urutan setiap instruksi dari ISA menggunakan mikroarsitektur fisik.


CENTRAL PROCESSING UNIT

SISTEM BUS
    Inti sebuah Motherboard (chipset) adalah beberapa bus yang menghantarkan sinyal antar masing – masing komponen. Bus dapat disebut sebagai lintasan umum/bersama yang digunakan untuk transfer data. Untuk komunikasi data, jalur ini dapat juga untuk komunikasi dua buah komputer ataulebih. Prosesor, memori utama, dan perangkat I/O dapat dinterkoneksikan dengan menggunakan bus bersama yang fungsi utamanya adalah menyediakan jalur komonikasi untuk transfer data. Bus tersebut menyediakan jalur yang diperlukan untuk mendukung interrupt dan arbitrasi. Protokol bus adalah setaturan yang mengatur kelakuan berbagai perangkat yang terhubung ke busya itu kapan harus meletakkan informasi je dalam bus, menyatakan sinyal kontro,dan lain sebagainya.Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkanmenjadi tiga tipe, yaitu jalur data, alamat, dan kontrol. Sinyal kontrol menetapkan apakah operasi baca tulis yang dilakukan. Biasanya digunakan jalurR/W tunggal. Jalur tersebut menetapkan Read pada saat diset 1 dan Write pada saat diset 0. apabila dimungkinkan menggunakan beberapa ukuran operand seperti byte, word, atau long word, maka ukuran data yang diminta juga di indikasikan.Sinyal kontrol bus  juga membawa informasi timing. Sinyal tersebut menetapkan waktu kapan prosesor dan perangkat I/O dapat meletakkan bus atau menerima data dari bus. Skema telah ditemukan untuk transfer data melalui bus dapat dikalsifikasikan sebagai skema synchronous dan asynchronous.Dalam setiap operasi transfer data, suatu perangkat memainkan peranan sebagai master, ini adalah perangkat yang menganisiasi transfer data dengan mengeluarkan perintah baca atau tulis.Berikut ini beberapa bus dalam komputer :
    BUS ARBITRASI
Bus arbitrasi adalah proses memilih perangkat berikutnya sebagai busmaster (perangkat yang diijinkan untuk menganisiasi data pada bus setiap saat)dan mentransfer bus mastership kepada perangkat tersebut, bus arbiter dapatberupa prosesor atau unit terpisah yang terhubung ke bus. Terdapat duapendekatan yang dapat diterapkan untuk bus arbitrasi. Pertama, CentralizedArbitration merupakan suatu bus arbital tunggal melakukan arbitration yang diperlukan. Kedua, distibuted arbitration yakni semua perangkat berpartisipasidalam pemilihan bus master berikutnya. Distributed arbitration berarti semuaperangkat yang menunggu untuk menggunakan bus tersebut memiliki tanggung jawab setara dalam melaksanakan proses arbitrasi.
    BUS PROSESOR
    Bus Proesor adalah bus yang diidentifikasikan oleh sinyal pada sinyal chipprosesor tersebut. Perangkat yang memerlukan koneksi dengan cepat dengan kecepatan sangat tinggi ke prosesor, seperti main memory dapat dihubungkan langsung ke bus ini. Motherboard biasanya menyediakan bus lain yang lebih banyak perangkat. Dua bus dapat diinterkoneksikan oleh satu sirkuit yaitu bridge yang mentranslasikan sinyal dan protokol satu bus menjadi lainnya.Struktur bus terikat erat dengan arsitektur prosesor, serta juga tergantung pada karakteristik chip prosesor. IBM mengembangkan suatu bus yang disebut ISA (Industry Standart Architecture) untuk PC yang pada saat itu dikenal sebagaiPC AT. Popularitas tersebut mendorong produsen lain untuk membuat antarmuka ISA-compatible untuk perangkat I/O sehingga menjadikan ISA standar defact.Beberapa standar telah berkembang melui usaha kerja sama industrial,bahkan diantara perusahaan pesaing dikarenakan keinginan bersama dalammemilki produk yang kompatibel. Pada beberapa kasus organisai seperti IEEE(Institute of Electrical and Electrinic Enginers), ANSI (American National StandartInstitute), atau badan internasional seperti ISO (Internasional StandardsOrganization) telah menyetujui standar tersebut dan memberinya status resmi. Tiga standar bus yang digunakan secara luas yaitu PCI (PeripheralComputer Interconnect), SCSI (Small Compter System Interface), dan USB(Universal Serial Bus)


ARITHMATIC LOGIC UNIT (ALU)
    merupakan bagian computer yang berfungsi membentuk operasi-operasi aritmatika dan logic terhadap data. Semua elemen lain system computer, control Hand Out Arsitektur Komputer, TI 1,2,3,4,Malam 5unit, register, memori, I/O berfungsi terutama untuk membawa data ke ALU untuk selanjutnya diproses dan kemudian mengambil kembali hasilnya.ALU dan seluruh komponen elektronik dalam computer didasarkan pada penggunaan perangkat logic digital sederhana yang dapat menyimpan digit-digit biner dan membentuk operasi logic Boolean sederhana. Data diberikan ke ALU dalam register, dan hasil operasinya disimpan didalam register. Register-register ini lokasi penyimpanan sementara di CPU yang dihubungkan ke ALU dengan menggunakan lintasan sinyal. ALU juga akan menyetel flag sebagai hasil dari suatu operasi. Misalnya overflow flag distel 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan. Control Unit menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU, dan pemindahan data ke ALU atau dari ALU. Semua operasi perhitungan dan operasi logic dilakukan di dalam ALU.
    tugas ALU sendiri antara lain :
1. Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
2. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya
3. ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri

CENTRAL LOGIC UNIT
Control Unit
    adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut.
    tugas control unit antara lain :
1. Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya.
2. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
    macam macam control unit :
1. Single-Cycle CU
    Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle,  maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya  merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi.  Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam  instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR).  Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya.  Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif.  Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”.  Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
2. Multi-Cycle CU
    Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi.  Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan.  Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean,  dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat  pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU;  bukan instruksi cycle selanjutnya.

SET REGISTER
    Register prosesor, dalam arsitektur komputer, adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja  dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer  dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum  digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
    Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah  yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya adalah paling tinggi.  Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
    jenis-jenis register antara lain :
    Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
    Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
    Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
    Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
    Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
    Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
    Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
    Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan  untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap  register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadistandar antara generasi prosesor.

CACHE MEMORY
    Cache berasal dari kata cash yakni sebuah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara.  Sesuai definisi tersebut Cache Memory adalah tempat menyimpan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan  transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat. Cache memori ini terletak antara register dan  memory utama sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama. Penggunaan cache ditujukan untuk meminimalisir terjadinya bottleneck dalam aliran data antara processor dan RAM.  Sedangkan dalam terminologi software, istilah ini merujuk pada tempat penyimpanan sementara untuk beberapa file yang sering  diakses (biasanya diterapkan dalam network).
    Jenis - Jenis Cache Memory
Cache umumnya terbagi menjadi beberapa jenis, seperti L1 cache, L2 cache dan L3 cache. Cache yang dibangun ke dalam CPU  itu sendiri disebut sebagai Level 1 (L1) cache. Cache yang berada dalam sebuah chip yang terpisah di sebelah CPU disebut  Level 2 (L2) cache. Beberapa CPU memiliki keduanya, L1 cache dan L2 built-in dan menugaskan chip terpisah sebagai cache  Level 3 (L3) cache. Cache yang dibangun dalam CPU lebih cepat daripada cache yang terpisah. Namun, cache terpisah masih  sekitar dua kali lebih cepat dari Random Access Memory (RAM). Cache lebih mahal daripada RAM tetapi motherboard dengan built-in cache sangat baik untuk memaksimalkan kinerja sistem.
    Fungsi dan Manfaat Cache Memory
Cache berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara untuk data atau instruksi yang diperlukan oleh processor. Secara gampangnya, cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor. Manfaat lain dari cache memory adalah bahwa CPU tidak harus menggunakan sistem bus motherboard untuk mentransfer data. Setiap kali data harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data memperlambat kemampuan motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat dengan menghindari hambatan yang diciptakan oleh sistem bus.

VIRTUAL MEMORY
    Virtual Memori adalah sebuah sistem yang digunakan oleh sistem operasi untuk menggunakan sebagian dari Memori Sekunder yaitu Harddisk seolah-olah ia menggunakannya sebagai memori internal/utama (RAM) fisik yang terpasang di dalam sebuah sistem komputer. Sistem ini beroperasi dengan cara memindahkan beberapa kode yang tidak dibutuhkan ke sebuah berkas di dalam hard drive yang disebut dengan page file. Proses pemakaian Virtual memori di windows umumnya dapat dilihat di Task manager.

REFERENSI :

 http://ocw.gunadarma.ac.id/course/industrial-technology/program-of-electronics-engineering-study-2013-s1/arsitektur-komputer/arsitektur-set-instruksi

     http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Kendali

     http://id.wikipedia.org/wiki/Register

     http://id.wikipedia.org/wiki/ALU

     http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi

     http://en.wikipedia.org/wiki/Arithmetic_logic_unit

     http://id.wikipedia.org/wiki/Register_prosesor

TUGAS 2 ORGANISASI & ARSITEKTUR KOMPUTER #

1.    Arsitektur Set Instruksi, meliputi :
Di dalam era globalisasi Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur computer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Dua bagian utama arsitektur komputer:
1.      Instruction set architecture (ISA) / arsitektur set instruksi ISA meliputi spesifikasi menentukan sifat komputasional computer.
2.      Hardware system architecture (HSA) / arsitektur system hardware HAS mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem. berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO).
 
Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis intruksi yang dipakai, jenis intruksi, mode pengalamatan, disain set intruksi.
1.    Jenis Instruksi
Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register. Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.
Jenis-jenis intruksi operasi-operasi yang dilakukan teutama untuk data di register CPU yaitu :
 
Ø Data processing/pengoahan data : instruksi aritmetika dan logika.
Ø Data storage/penyimpanan data : instruksi-instruksi memori.
Ø Data movement/perpindahan data : instruksi I/O.
Ø Control/control : instruksi pemeriksaan dan percabangan. Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan.
2.    Teknik Pengalamatan
Ada 3 teknik dasar untuk pengalamatan, yaitu:
1.    Pemetaan langsung (direct mapping), terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing).
a.      Pengalamatan Mutlak
Untuk teknik pengalamatan ‘alamat mutlak’ ini, tidak terlalu mempermasalahkan kunci atribut karena diminta langsung menuliskan di mana alamat record yang akan di masukkan.
b.      pengalamatan relatif
Teknik ini menjadikan atribut kunci sebagai alamat memorinya, jadi, data dari NIM dijadikan bertipe numeric(integer) dan dijadikan alamat dari record yang bersangkutan. Cara ini memang sangat efektif untuk menemukan kembali record yang sudah disimpan, tetapi sangat boros penggunaan memorinya.
 
3.    Desain Set Instruksi
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah :
1.    kelengkapan set instruksi
2.    ortogonalitas (sifat indepedensi instruksi)
3.    kompatibilitas ,source code compatibility & object code compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :
a.      Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya
b.      Data Types : tipe/jenis data yang dapat diolah.
c.       Instruction Format : panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
d.      Register : Banyaknya register yang dapat digunakan.
e.      Addressing : Mode pengalamatan untuk operand.
 
2.    Central Processing Unit, Meliputi :
Central processing unit (CPU) adalah bagian dari sebuah komputer sistem yang melaksanakan instruksi dari program komputer , untuk melakukan aritmatika, logis, dan dasar input / output dari sistem operasi.
 
a.    Sistem Bus
System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.
 
b.    ALU (Arithmatic Logic Unit)
Elemen pada processor. Processor terdiri dari dari 4 elemen yang melakukan operasi terhadap data, ke 4 elemen itu yaitu instruksi, petunjuk instruksi, beberapa register dan ALU (Arithmetic Logic Unit). Petunjuk instruksi akan memberi tahu processor dimana instruksi dari sebuah aplikasi diletakkan di memori.
ALU (Arithmatic Logic Unit) adalah sebuah sirkuit digital yang melakukan aritmatika dan logika operasi atau dengan kata lain ALU merupakan sebuah blok bangunan fundamental dari central processing unit komputer, dan bahkan yang paling sederhana mikroprosesor mengandung satu untuk tujuan seperti timer mempertahankan. Prosesor ditemukan di dalam CPU modern dan unit pengolahan grafis ( GPU ) mengakomodasi ALUS sangat kuat dan sangat kompleks, sebuah komponen tunggal mungkin berisi sejumlah alus.
c.    CLU (Central Logic Unit)
Central Logic Unit adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).
 
d.    Set Register
REGISTER Adalah memori yang kecil pada computer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
- Set Register Prosesor memiliki 16 register 16-bit, meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan:
- r0 (alias PC) adalah program counter. Anda bisa melompat dengan menentukan r0, dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0. PC selalu bahkan.
- r1 (alias SP) adalah stack pointer. Ini digunakan oleh panggilan dan instruksi dorong, dan dengan penanganan interupsi. Hanya ada satu stack pointer; MSP430 tidak memiliki apa pun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu bahkan; Tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.
- r2 (alias SR) adalah register status.
ü r3 ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber, nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut akan dibuang.
- Control Register Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainnya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di CPU dan untuk switching mode pengalamatan.
 
e.    Cache Memory
Cache memori adalah memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mampu mahal daripada memiri utama. Cache memori ini ada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat ditingkatkan.
Cache memori ini ada dua macam yaitu :
1. Cache Memori yang terdapat pada internal processor, Cache memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, dan harganya sangat mahal. Hal ini bisa terlihat pada processor yang berharga mahal. semakin tinggi kapasitas cache memori maka semakin mahal dan semakin cepat processor.
2. Cache memori yang terdapat diluar processor, yaitu berada pada motherboard. Cache memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, meskipun tidak secepat cache memori jenis pertama (yang ada pada internal processor).semakin besar kapasitasnya maka semakin mahal dan cepat. Hal ini bisa kita lihat pada motherboard dengan beraneka ragam kapasitas cache memori yaitu 256kb, 512kb, 1Mb, 2Mb dll.
 
f.     Virtual Memory
Virtual Memory adalah ruang HDD yang menggunakan beberapa bagian sebagai memori. Ini adalah aplikasi yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang saat ini tidak diperlukan agar proses oleh sistem.  Selama proses loading program, sistem akan menyalin data aplikasi dan instruksi dari HDD ke memori utama (sistem memori). Oleh karena itu sistem dapat menggunakan sumber daya seperti CPU untuk memproses dan melaksanakannya. Setelah mendapatkan memori sistem penuh, sistem akan mulai bergerak beberapa data dan instruksi yang tidak perlu lagi untuk memproses ke Virtual Memory sampai data dan instruksi mereka perlu proses lagi. Sehingga sistem akan dapat memanggil aplikasi berikutnya data dan instruksi dan menyalinnya ke memori utama agar sistem untuk memproses beristirahat dan beban program. Ketika data dan instruksi yang ada di Memori Virtual perlu proses lagi, sistem akan memeriksa terlebih dahulu memori utama untuk ruang. Jika ada ruang, itu hanya akan menukar mereka ke memori utama. Jika tidak ada ruang yang tersisa untuk memori utama, sistem akan memeriksa terlebih dahulu memori utama dan memindahkan setiap data dan instruksi yang tidak perlu proses ke Memori Virtual.
Kemudian menukar data dan instruksi yang perlu proses oleh sistem dari Memori Virtual ke memori utama. Setelah terlalu rendah dari ukuran Virtual Memory atau Memori Virtual ukuran besar (yang berarti ukuran yang berada di atas dua kali lipat dari sistem memori) bukan ide yang baik. Jika Anda menetapkan Memori Virtual terlalu rendah, maka OS akan terus mengeluarkan pesan kesalahan yang menyatakan baik Tak cukup memori atau Virtual terlalu rendah. Hal ini karena beberapa bagian dari sistem memori digunakan untuk menyimpan OS Kernel, dan membutuhkan untuk tetap berada dalam memori utama sepanjang waktu. Oleh karena itu sistem harus memiliki ruang untuk menyimpan proses saat ini tidak diperlukan data dan instruksi ketika memori utama bisa diisi. Jika Anda menetapkan ukuran Memori Virtual terlalu besar untuk mendukung aplikasi yang intensif, juga bukan ide yang baik. Karena akan menciptakan kinerja tertinggal, dan bahkan ia akan mengambil HDD ruang bebas. Kebutuhan sistem untuk mentransfer data dan aplikasi instruksi bolak-balik antara Memori Virtual dan Sistem Memori. Oleh karena itu, itu bukan ide yang baik. Ukuran yang ideal untuk Virtual Memory adalah ukuran default Virtual Memory, dan tidak boleh melebihi nilai ukuran triple memori sistem.

Reference:
http://www.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi
http://endahajah.wordpress.com/2009/03/31/hello-world/
http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi
http://gpinkom.wordpress.com/2008/06/03/pengertian-bus-bit-dan-byte/
http://www.scribd.com/doc/34680928/Bab-7-Sistem-Bus-Organisasi-Komputer
 
 

EVOLUSI ARSITEKTUR KOMPUTER & ORGANISASI KOPUTER DASAR

EVOLUSI ARSITEKTUR KOMPUTER

• ·         Perspektif Historis

Pada era jaman modern seperti ini kata Komputer mungkin sudah tidak asing lagi di telinga setiap manusia, karena alat elektronik tersebut memang tidak bisa di pungkiri sudah sangat membantu kita dalam kehidupan sehari hari. Komputer bukan lagi barang mewah yang hanya di miliki bebarapa individu atau kelompok, tetapi sekarang computer adalah alat atau barang yang umum yang bisa di miliki siapapun. Komputer adalah alat pengolah data, Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik.

            Komputer melalui proses yang sangat panjang untuk dapat menjadi computer yang kita kenal pada jaman ini, adapun Komputer menurut periodenya adalah:

ü  Alat Hitung Tradisional dan Kalkulator Mekanik

ü  Komputer Generasi Pertama

ü  Komputer Generasi Kedua

ü  Komputer Generasi Ketiga

ü  Komputer Generasi Keempat

ü  Komputer Generasi Kelima

• ·          Klasifikasi arsitektur computer

dalam beberapa hal computer memiliki banyak hal yang berbeda satu dengan lainnya, bisa tergantung pada penggunaan atau kebutuhan pemakai. Dari situ computer memiliki klasifikasi tersendiri sesuai kebutuhan.  menurut Von Neumann dan Non Von Neumann. Kriteria mesin Von Neumann:

1.  Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan sebuah I/O system
2. Merupakan stored-program computer
3. Menjalankan instruksi secara berurutan
4. Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitektur komputer berdasarkan sifatnya yaitu :

            1. Jumlah prosesor
            2. Jumlah program yang dapat dijalankan
            3. Struktur memori Menurut Flyyn ada
            4. klasifikasi computer

• ·         Kualitas Arsitektur Komputer

 Abstraksi dari sebuah arsitektur komputer dan hubungannya dengan bagian perangkat keras, firmware, assembler, kernel, sistem operasi, dan perangkat lunak aplikasinya
Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.
Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.
Sebagaimana arsitektur bangunan, kualitas atau mutu arsitektur komputer tidak mudah diukur. Banyak arsitek komputer menggunakan atribut yang dijelaskan pada bagian berikut ini untuk mengevaluasi mutu arsitektur. Seperti halnya atribut yang menjadikan arsitektur bangunan bermum, sebagian besar atribut berikut sulit dihitung. Pada hakekatnya, suatu arsitektur yang baik untuk satu aplikasi mungkin saja jelek untuk aplikasi yang lain, dan sebaliknya. Pada bagian ini, kita akan membahas enam atribut mutu arsitektur: generalitas (keumuman), daya terap, efisiensi, kemudahan penggunaan, daya tempa, dan daya kembang (ekpandabilitas).

Generalitas adalah ukuran besamyajangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur. Sebagai contoh, komputer yang terutama digunakan unmk aplikasi'ilmiah dan teknik menggunakan aritmetik floating-point (dengan nomor disimpan dengan penoojuk besrnya dan eksponennya) dan komputer yang terutama digunakan untuk aplikasi bisnis menggunakan aritmetik desimal (dengan nomor ditampilkan sesuai dengan digit desimalnya). Sistem umum memberikan dua jenis aritmetik.

• ·         Keberhasilan arsitektur komputer

Faktor keberhasilan merupakan sesuatu yang membuat dapat terlaksananya suatu hal yang dilakukan. Dalam komputer faktor keberhasilan merupakan sesuatu yang ada pada komputer dimana hal itu membuat komputer dapat melaksanakan tugasnya atau yang diperintahkan pengguna dengan baik.

Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya yaitu :

1. Aplicability

Arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.

2. Maleability

Bila arsitekturlebih mudah membangunsistem yang kecil, maka akan lebih baik.

3. Expandibility

Lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi, ukuran memori, kapasitasI/O, dan jumlah prosesor,maka akan lebih baik.

4. Comptible

ORGANISASI KOPUTER DASAR

• ·         Struktur Dasar Komputer

Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

• Unit masukan (Input Unit) yaitu dimana terdapat perintah atau instruksi yang dilakukan kepada komputer oleh pengguna
• Unit kontrol (Control Unit) merupakan suatu unit yang berfungsi untuk mengontrol atau mengendalikan semua yang terdapat dalam komputer
• Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU) adalah suatu unit dimana berisi fungsi-fungsi logika dan matematika atau perhitungan
• Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit) yaitu unit penyimpanan dana yang dilakukan komputer
• Unit keluaran (Output Unit) merupakan suatu hasil yang diharapkan dari suatu inputan yang telah dimasukkan.

• ·         Oganisasi komputer

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit-unit operasional. contohnya teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol. Organisasi komputer bisa kita artikan sebagai cara bagi komputer (yang didesign oleh manusia) dalam menkonsolidasikan diri mereka hingga membentuk suatu performa yang diinginkan, seperti halnya organisasi yang sering kita temukan, organisasi komputer ini juga memiliki tujuan, tujannya adalah menghasilkan kerja komputer seperti yang diinginkan manusia sebagai pembuatnya.

  

sumber : 
http://www.beritaunik.net/techno/5-generasi-dalam-sejarah-komputer.html
http://tugas-komputerku.blogspot.com/2012/09/arsitektur-komputer.html