Kode MK : TI Revisi Terakhir :

Organisasi dan Arsitektur Komputer

Sesi 3

Tim Jurusan

Mikroprossesor dan Arsitektur internalnya

Outline Sesi Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan

1 Pendahuluan 1. Definisi organisasi dan arsitektur computer

2. Arsitektur Von Neuman3. Hubungan organisasi komputer

dengan arsitektur komputer

2 Struktur Komputer dan Fungsi 1. Organisasi komputer2. Blok diagram CPU3. Organisasi register4. Register data dan alamat

3 Mikroprossesor dan arsitektur internalnya

1. Arsitektur prosessor X862. Penerapan untuk PC

4 Memori 1. Memori internal2. Memori eksternal3. Hirarki memori

5 Cache memori 1. Organisasi cache memori2. Direct mapped cache

2

3

Outline

Sesi Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan

6 Cache memori 1. Associative cache 2. Set associative cache

7 Virtual memori Konsep virtual memori

8 Mode pengalamatan dan set instruksi

1. Mode pengalamatan register2. Mode pengalamatan register segera3. Mode pengalamatan langsung4. Mode pengalamatan tidak langsung

9 Mode pengalamatan dan set instruksi

1. Mode pengalamatan relatif dasar2. Mode pengalamatan langsung terindeks3. Mode pengalamatan dasar terindeks

10 Interkoneksi bus 1. Pengertian bus dan sistem bus2. Struktur bus, jenis bus, metode arbitrasi,

interkoneksi bus dan prinsip operasi bus

4

Outline

Sesi Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan

11 I/O Fungsi I/O, Piranti I/O, Operasi I/O dan Mode transfer data.

12 Risc dan Pipelining 1. Reduced instruction set architecture2. Pipelining RISC3. Perbedaan RISC dan CISC4. Prosesor supersaklar

13 Pengenalan multiprosessor 1. Macam-macam arsitektur clean2. Simetric multiprosessor

14 Operasi unit kendali 1. Operasi mikro2. Kendali prosesor3. Kendali mikroprogrammed

Tujuan Intruksional

Mampu menjelaskan arsitektur prosessor x86

5

Mikroprossesor dan arsitektur internalnya

Sub Pokok Bahasan 1: Pengembangan Processor

Sub Pokok Bahasan 2: Sub Pokok Bahasan 3: Sub Pokok Bahasa 4:

6

7

Intel 8086 adalah salah satu processor tertua yang ada, dan merupakan arsitektur komputer umum yang digunakan saat ini

Perbandingan yang akan dilihat difokuskan pada register, instruction operand, memory dan metode pengalamatan, percabangan, function calls dan format instruksi

8086

8

1971: Intel’s 4004 adalah microprocessor pertama dengan CPU 4 bit

1978: 8086 adalah processor 16 bit pertama 1981: IBM menggunakan 8088 pada proyek kecil PC mereka. 1989: 80486 memperkenalkan floating-point unit dalam chip

yang sama pada main processor dan menggunakan implementasi RISC seperti pipelining untuk meningkatkan performa

1997: Pentium II is superscalar, supports multiprocessing, and includes special instructions for multimedia applications.

2002:The Pentium 4 runs at insane clock rates (3.06 GHz), implements extended multimedia instructions and has a large on-chip cache.

x86 processor timeline

9

Diperkenalkan tahun 1978 Clock Speed 5, 8 , 10 Mhz Bus Width 16 bit Number of transistor 29.000 Feature size 3 µm Adressable memory 1MB

8086

10

Ada 4 general-purpose 32-bit register, yaitu AX BX CX DX Ada 4 32-bit registers yang digunakan untuk pengalamatan memory,

yaitu SP BP SI DI Beberapa 16-bit registers digunakan untuk segmentasi memory yaitu :.

CS SS DS ES FS GS Ada dua spesial register 32-bit, yaitu

EIP adalah instruction pointer atau program counter. FLAGS berisi kondisi kode untuk instruksi percabangan.

Memiliki general purpose-register yang terbatas, artinya adalah banyak data yang harus di simpan dalam memory, dan akan dibutuhkan banyak akses ke memory

8086 register

11

Arsitektur 8086

12

Seluruh internal register, begitu pula internal dan eksternal data bus selebar 16 bit.

20 bit external address bus memiliki 1 MB alamat memory (220 = 1,048,576).

Memiliki 16 bit I/O address, artinya memiliki 64 KB ruang I/O terpisah (216 = 65,536)

Karena register hanya 16 bit maka linier address space dibatasi pada 64 KB.

Buses and operation

13

8086 Register

14

8086 memiliki 8 buah 16 bit register termasuk stack pointer.

AX, BX CX dan juga dapat diakses sebagai dua kali lebih banyak 8-bit register (lihat gambar)

BP, SI, DI, SP adalah register 16 bit tanpa segmentasi

Register dan Instruksi

15

8086 memiliki 16 bit flag register. 9 register aktif dan menunjukkan status dari

processor, yaitu Carry flag, Parity flag, Auxiliary flag, Zero flag, Sign flag, Trap flag, Interrupt flag, Direction flag and Overflow flag.

Flags

JNM1/2002

Status and Control Registers

IP – Instruction Pointer – contains the offset of the next instruction to be executed.

Flags Register – individual bit positions within register show status of CPU or results of arithmetic operations. Control Flags (Direction, Interrupt, Trap) Status Flags (Carry, Overflow, Sign, Zero,

Auxiliary Carry, Parity)

JNM1/2002

Flags - Status

Carry (CF) – set when the result of an unsigned arithmetic operation is too large to fit into the destination.

Overflow(OF) – set when the result of a signed arithmetic operation is too wide to fit into the destination.

Sign(SF) – set when the result of an arithmetic or logical operation generates a negative result.

Zero(ZF) – set when the result of an arithmetic or logical operation is zero.

JNM1/2002

Flags – Status (cont)

Auxiliary Carry(AF) – set when the result of an operation causes a carry from bit 3 to bit 4.

Parity(PF) – reflects whether the number of 1 bits in the result of an operation is even or odd. 1 – odd, 0-even.

JNM1/2002

Flags - Control

Interrupt(IF) – dictates whether or not system interrupts can occur. 1 – enabled, 0 – disabled.

Trap(TF) – determines whether or not the CPU is halted after each instruction. Allows programmers to do tracing.

Direction(DF) – affects block data transfer instructions such as MOVS, CMPS. 0 – up, 1 – down.

20

IBM PC original menggunakan 8088, yaitu sebuah 8086 dengan 8 bit data bus, bukan 16 bit

— ini membuatnya lebih murah untuk desain, dan dapat mempertahankan kompatibilats dengan 8 bit memory, chipsets and hardware yang lain.

— Register yang digunakan adalah 16 bit, sehingga akan dibutuhkan 2 siklus clock untuk mentransfer data dari register ke memory

Intel menggunakan trik yang sama pada akhir dekade 80an,untuk processor seri 80386SX yang memiliki 16 bit data bus, dibandingkan regular 80386’s yang memiliki 32-bit bus.

Processor Murah?

21

Microcomputer komersial yang dibuat menggunakan 8086 adalah Mycron 2000

Compact Desk Pro pertama kali menggunakan 8086 @ 7.14 Mhz

AT&T 6300 PC menggunakan 8086 @ 8Mhz IBM PS/2 model 25 dan 30 menggunakan

processor 8086 @ 8 Mhz Amstrad PC1512, PC1640, PC 2086, PC3086

menggunakan 8086 @ 8 MHz

Penggunaan 8086

22

NEC PC 9801 Tandy 1000 SL IBM Displaywriter word processing

machine dan Wang Professional Computer NASA menggunakan 8086 CPU pada

peralatan yang digunakan untuk merawat space shuttle pada ground based maintenance

Penggunaan 8086 contd

23

80286, 80386, 80386SX, 80486, 80486 DX, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Core, Dual Core, Core 2 duo, I series processor

Pengembangan X86

Referensi

Wikipedia an other source24

25

Presentasi Bahas arsitekturnya, dan perbedaan dengan

teknologi sebelumnya ( atau teknologi dari pesaing AMD)

Arsitektur dari processor, bus dan cache Dikumpulkan dlm bentuk makalah, dan

siapkan PPT max 10 hal

Tugas