Modul 2. Sistem Komputer dan Eksekusi InstruksiMODUL 2SISTEM KOMPUTER DAN EKSEKUSI INSTRUKSI2.1. Komponen Sistem KomputerSecara garis besar sistem komputer tersusun dari3 (tiga) komponen utama,yaitu : CPU (Central Processing Unit) atau Prosesor, yang terdiri dari: ALU (Arithmeticand Logic Unit), Register dan Control Unit emory !"# $e%ice&etiga komponen tersebut di'ubungkan dengan suatu Struktur !nterkoneksi tertentu(Pengeta'uan tentang komponen)komponen ini beserta operasi atauinteraksinyamemungkinkankitauntukmeli'at lebi'dalampenyebabkelambatansistem, *alur alternati+, skala kegagalan sistem dan peluang untuk peningkatan un*ukker*a( ,ambar -(.( memperli'atkan komponen)komponen sebua' sistem komputer(,ambar -(.( &omponen Sistem &omputerPUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AAR!UMBDr. Ir. An"i A"ri#ns$#%& M.En'ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER .-Modul 2. Sistem Komputer dan Eksekusi Instruksi/on 0eumann ber*asa karena idenya tentang Pengendalian #perasi 1ard2are&omputer melalui manipulasi sinyal kendali( Sebelum idenya direalisasikan, komputerpertama (30!AC) 'arus diuba' secara +isik (sambungan atau solderannya) *ika +ungsikomputasi komputer ingin diuba'( 4etapi kemudian 'al ini tidak ter*adi lagi setela' /on0eumannmemperkenalkanpenggunaanmemori untukmenyimpanprogramyangberupa urutan instruksi untuk dieksekusi dalam manipulasi sinyal kendali( Program inidibuat untuk me2u*udkanoperasi tertentu( !ni merupakanperali'andari rancangulang 'ard2are men*adi pemrograman so+t2are( Arsitektur /on 0eumann inimerupakan basis bagi seluru' rancangan komputer se*ak komputer generasi pertama(&arakteristik Arsitektur &omputer /on 0euman adala' sebagai berikut: 5aik data maupun instruksi (urutan kendali) diletakkan dalam memori yang sama(Se'ingga data tidak bisa dibedakan dari memori karena keduanya ditulis dengancara yang sama (biner code) dan diletakkan di tempat yang sama (memori) !si memori dapat diakses berdasarkan alamatnya, tanpa memperdulikan type dataatau instruksi yang dikandungnya 3ksekusi instruksi dilakukansecaraberurutan, mulai dari instruksi yangditulispadalokasi a2al memori , kemudianlokasi berikutnyadanseterusnyasampaiak'ir program Secara umum, yang dilakukan prosesor adala' mengambil instruksi dari memori,kemudian menter*ema'kan istruksi tersebut men*adi aksi untuk trans+er maupunola' data dalam ALU( ,ambar -(-( memperli'atkan skema 'al tersebut(,ambar -(-( Cara ker*a prosesorPUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AAR!UMBDr. Ir. An"i A"ri#ns$#%& M.En'ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER -Modul 2. Sistem Komputer dan Eksekusi Instruksi2.2. E(se(usi Instru(si )Instruction Execution*3ksekusi instruksi meliputi langka')langka' berikut :a( Penentuan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusib( Pengambilan instruksi dari lokasi yang ditun*uk tersebut, kemudianmeletakkannya di register instruksi (Instruction egister) yang terletakberdampingan dengan Control Unit(c( Penter*ema'an(decode) instruksi untukmengeta'ui operasi apayang'arusdilakukan(d( &alkulasi alamatoperand(data yang akan dilibatkan dalam operasi), kemudianambil operand tersebut(e( elakukan operasi tertentu ter'adap operand tersebut(+( Simpan 'asilnya pada sala' satu lokasi data, register atau memori(g( Pengecekan ter'adap keberadaan interupsi( 6ika ada, maka eksekusiinstruksiberikutnya ditunda dan operasi instruksi interupsi dimulai(,ambar -(3 memperli'atkan siklus instruksi yang secara garis besar terdiri darita'appengambilan(!etchc"cle) danta'apeksekusi (e#ecutionc"cle)( Sedangkan,ambar -(7 berisidiagram keadaan (state diagram) yang merupakan rincian sikluseksekusi instruksi(,ambar -(3( Siklus !nstruksiPUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AAR!UMBDr. Ir. An"i A"ri#ns$#%& M.En'ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER 3Modul 2. Sistem Komputer dan Eksekusi Instruksi,ambar -(7( $iagram &eadaan untuk Langka' !nstruksi,ambar -(8memperli'atkanconto'sikluseksekusi sebua'instruksi yangterdiri dari 9 ta'ap, yaitu :.( &arenaPC(ProgramCounter) berisi angka3::, makainstruksi yangakandiambil adala'instruksi yangterletakdi memori alamat 3::, yaituinstruksidengan kode .;7:( !nstruksi tersebut diambil dari memori kemudian disimpan diregister instruksi (Instruction egister)(-( isalkan kode .;7: merupakan instruksi dengan kode operasi ($peration Code,opcode) ., diikuti dengan;7:yangmerupakanalamat operand( #pcode.berarti instruksi untuk mengcopy data dari alamat operand (dalam 'al ini ;7:) keakumulator( aka data yang terletak di alamat ;7: dicopy ke accumulator untukdiproses dalam siklus eksekusi ini(3( Setela'ituisi PCditamba'satu(incremented) se'inggaisinyamen*adi 3:.(Artinya, instruksi berikutnyayang'arusdiambil dari memori dandieksekusiterletak di memori alamat 3:., yaitu instruksi dengankode8;7.( !nstruksitersebut mengandung opcode 8 dan alamat operand ;7.(7( &arena8berarti pen*umla'anantaraisi akumulator denganisi memori yangalamatnya diberikan di sebela' angka 8, maka isi akumulator di*umla'kandengan isimemorialamat ;7.(&emudian'asil pen*umla'annya dikembalikanke akumulator(8( Setela' PC ditamba' satu, maka isinya men*adi 3:-, se'ingga instruksiberikutnya yang diambil dari memori adala' -;7., yaitu opcode - dan operand;7.( PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AAR!UMBDr. Ir. An"i A"ri#ns$#%& M.En'ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER 7Modul 2. Sistem Komputer dan Eksekusi Instruksi9( Arti -;7. adala' perinta' untuk mengcopy isi akumulator ke memori alamat ;7.(,ambar -(8( Conto' 3ksekusi Program2.3. Interupsi )Interrupt*$alamproseseksekusi program, dikenal istila'interupsi, yaitumekanismepengali'an kendali CPUdari programutama atau eksekusi normal ke programsubrutin karena interupsi dari suatu modul !"#( 5iasanya !"# de%ice ini. sampai.:kali lebi' lambat dari CPU, se'ingga sangat tidak e+isien *ika CPU 'arusmenunggunya tanpa melakukan operasi apapun(Selama menunggu !"#de%icetersebut, CPU dapat melakukan operasi eksekusi program normal( 4etapi ketika ter*adiinterupsi, eksekusi normal tersebut di'entikansementarauntukmelayani interupsiberupa eksekusi program atau instruksi lain( PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AAR!UMBDr. Ir. An"i A"ri#ns$#%& M.En'ARSITEKTUR SISTEM KOMPUTER 8Modul 2. Sistem Komputer dan Eksekusi Instruksi,ambar -(9( memperli'atkan alur kendali kendali eksekusi program dengan dan tanpainterupsi( Padagambar (a) terli'at ba'2a pengali'ankendali eksekusi dilakukankarena opcode instruksi terak'ir, dalam 'al ini instruksi CALL, bukan karena dicegatole'interupsi( Sedangkanpadagambar (b) dan(c), pengali'ankendali eksekusidisebabkan ole' interupsi( Perbedaan gambar (b) dengan (c) adala' sebagai berikut(Pada s'ort !"# 2ait, penundaan eksekusi program (program suspending) dapat ter*adidimana sa*a pada ak'ir eksekusiinstruksi( ,ambar -(