PIPELINING,RISC,dan PROSESOR PARALEL

PIPELINING,RISC,dan PROSESOR PARALEL

TUGAS ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER KE 4

ARTIKEL KE 1 :

PIPELINING dan RISC

Berisi tentang :

<!--[if !supportLists]-->1.     <!--[endif]-->PIPELINING

Pipelining adalah  suatu teknik yang digunakan untuk merealisasi paralel processing, yaitu dengan membagi operasi ke dalam k-stage (beberapa tingkatan) atau sub-operasi, sehingga pada suatu saat ada k operasi berjalan yang sekaligus.

Atau dapat juga diartikan sebagai :

Salah satu cara yang paling sering digunakan dalam paralel processing , sebuah operasi dibagi menjadi sejumlah sub operasi elementer, kita namakan k. Kemudian kita membentuk sebuah sistem dengan banyak stage sebesar k, dan mengeksekusi sub operasi tersebut pada setiap stage satu demi satu.

Kekurangan Pipelining adalah

Dalam prakteknya,bagaimanapun, prosesor RISC beroperasi lebih dari satu siklus per instruksi. Prosesor mungkin mengumpulkan hasil dari data dependensi dan instruksi cabang.

Data dependensi terjadi bila instruksi tergantung pada hasil dari instruksi sebelumnya. Instruksi tertentu mungkin perlu data dalam register yang belum disimpan, sejak itulah pekerjaan yang sebelumnya instruksi yang belum mencapai tahap yang akan di pipeline .

MIPS solusi untuk masalah ini adalah kode recording. Kode dapat diatur ulang sehingga instruksi yang dijalankan diantara dua tergantung petunjuk dan pipa dapat mengalir efisien. Tugas kode recording umumnya mengkompile ke kiri, yang mengakui data dependensi dan upaya untuk meminimalkan kinerja .

<!--[if !supportLists]-->2.     <!--[endif]-->PROSEDUR VEKTOR PIPELINING.

Disini yang dimaksud dengan prosedur vektor pipelining yaitu :

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Mengambil instruksi dan membuffferkannya.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Ketika tahapn kedua bebas tahapan pertama mengirimkan instruksi yang dibufferkan tersebut.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Pada saat tahapan kedua sedang mengeksekusi instruksi, tahapan pertama memanfaatkan siklus memori yang tidak dipakai untuk mengambil dan membuffferkan instruksi berikutnya.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Tiga kesulitan yang sering dihadapi ketika menggunakan teknik pipeline :

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Terjadinya penggunaan resource yang bersamaan

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Ketergantungan terhadap data

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Pengaturan Jump ke suatu lokasi memori

<!--[if !supportLists]-->3.     <!--[endif]-->REDUCE INSTRUCTION SET COMPUTER (RISC)

Sejarah RISC

Reduced Instruction Set Computing 

(RISC) atau "Komputasi set instruksi yang disederhanakan" pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson, pengajar pada University of California di Berkely.

Definisi RISC

RISC, yang jika diterjemahkan berarti "Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan", merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC,R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan Ultra SPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

Selain RISC, desain Central Processing Unit yang lain adalah CISC (Complex Instruction Set Computing), yang jika diterjemahkan ke dalam Bahasa Indonesia berarti Komputasi Kumpulan Instruksi yang kompleks atau rumit.

Karakteristik RISC

Arsitektur RISC memiliki beberapa karakteristik diantaranya :

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Siklus mesin ditentukan oleh waktu yang digunakan untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan operasi ALU, dan menyimpan hasil operasinya kedalam register, dengan demikian instruksi mesin RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi secepat mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC. Dengan menggunakan instruksi sederhana atau instruksi satu siklus hanya dibutuhkan satu mikrokode atau tidak sama sekali, instruksi mesin dapat dihardwired. Instruksi seperti itu akan dieksekusi lebih cepat dibanding yang sejenis pada yang lain karena tidak perlu mengakses penyimapanan kontrol mikroprogram saat eksekusi instruksi berlangsung.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Operasi berbentuk dari register-ke register yang hanya terdiri dari operasi load dan store yang mengakses memori . Fitur rancangan ini menyederhanakan set instruksi sehingga menyederhanakan pula unit control. Keuntungan lainnya memungkinkan optimasi pemakaian register sehingga operand yang sering diakses akan tetap ada di penyimpan berkecepatan tinggi. Penekanan pada operasi register ke register merupakan hal yang unik bagi perancangan RISC.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Penggunaan mode pengalamatan sederhana, hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register,. Beberapa mode tambahan seperti pergeseran dan pe-relatif dapat dimasukkan selain itu banyak mode kompleks dapat disintesis pada perangkat lunak dibanding yang sederhana, selain dapat menyederhanakan sel instruksi dan unit kontrol.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Penggunaan format-format instruksi sederhana, panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang word. Fitur ini memiliki beberapa kelebihan karena dengan menggunakan field yang tetap pendekodean opcode dan  pengaksesan operand register dapat dilakukan secara bersama-sama

Ciri-ciri RISC

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Instruksi berukuran tunggal

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Ukuran yang umum adalah 4 byte

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Jumlah pengalamatan data sedikit, biasanya kurang dari 5 buah.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Tidak terdapat pengalamatan tak langsung yang mengharuskan melakukan sebuah akses memori agar memperoleh alamat operand lainnya dalam memori.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika, seperti penambahan ke memori dan penambahan dari memori.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Tidak terdapat lebih dari satu operand beralamat memori per instruksi

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Tidak mendukung perataan sembarang bagi data untuk operasi load/ store.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Jumlah maksimum pemakaian memori manajemen bagi suatu alamat data adalah sebuah instruksi .

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Jumlah bit bagi integer register spesifier sama dengan 5 atau lebih, artinya sedikitnya 32 buah register integer dapat direferensikan sekaligus secara eksplisit.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Jumlah bit floating point register spesifier sama dengan 4 atau lebih, artinya sedikitnya 16 register floating point dapat direferensikan sekaligus secara eksplisit.

ARTIKEL KE 2 :

PROSESOR PARALEL

Definisi prosesor paralel adalah

- Sebuah komputer yang memiliki lebih darisatu central processing unit, komputer inidigunakan untuk parallel processing.
- Suatu sitem prosesor dengan banyakperhitungan yag dilakukan secarabersamaan agar prosesor dapatmempunyai kinerja tinggi.

Klasifikasi Arsitektural
- Klasifikasi Flynn
- Klasifikasi Feng
- Klasifikasi Händler

<!--[if !supportLists]-->1.     <!--[endif]-->JARINGAN INTERKONEKSI .

Jaringan Interkoneksi adalah

Komunikasi diantara terminal-terminal yang berbeda harus dapat dilakukan

dengan suatu media tertentu. Interkoneksi yang efektif antara prosesor dan modul memori sangat penting dalam lingkungan komputer. Menggunakan arsitektur bertopologi  bus bukan merupakan solusi yang praktis karena bus hanya sebuah pilihan yang baik ketika digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen dengan jumlah yang sedikit. Jumlah komponen dalam sebuah modul IC bertambah seiring waktu. Oleh karena itu, topologi  bus bukan topologi yang cocok untuk kebutuhan interkoneksi komponenkomponen di dalam modul IC. Selain itu juga tidak dapat diskalakan, diuji, dan kurang

dapat disesuaikan, serta menghasilkan kinerja toleransi kesalahan yang kecil.

Di sisi lain, sebuah  crossbar yang ditunjukkan pada  Gambar 2.2  menyediakan

interkoneksi penuh diantara semua terminal dari  suatu  sistem  tetapi  dianggap sangat kompleks, mahal untuk membuatnya, dan sulit untuk dikendalikan. Untuk alasan ini jaringan interkoneksi merupakan solusi media komunikasi yang baik untuk sistem komputer dan telekomunikasi. Jaringan ini membatasi jalur-jalur diantara terminal komunikasi yang berbeda untuk mengurangi kerumitan dalam menyusun elemen switching.

<!--[if !supportLists]-->2.     <!--[endif]-->Mesin SIMD

SIMD adalah singkatan dari Single Instruction, Multiple Data, merupakan sebuah istilah dalam komputasi yang merujuk kepada sekumpulan operasi yang digunakan untuk menangani jumlah data yang sangat banyak dalam paralel secara efisien, seperti yang terjadi dalam prosesor vektor atau prosesor larik. SIMD pertama kali dipopulerkan pada superkomputer skala besar, meski sekarang telah ditemukan pada komputer pribadi.

Contoh aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah aplikasi yang memiliki nilai yang sama yang ditambahkan ke banyak titik data (data point), yang umum terjadi dalam aplikasi multimedia. Salah satu contoh operasinya adalah mengubah brightness dari sebuah gambar. Setiap pixel dari sebuah gambar 24-bit berisi tiga buah nilai berukuran 8-bit brightness dari porsi warna merah (red), hijau (green), dan biru (blue). Untuk melakukan perubahan brightness, nilai R, G, dan Bakan dibaca dari memori, dan sebuah nilai baru ditambahkan (atau dikurangkan) terhadap nilai-nilai R, G, B tersebut dan nilai akhirnya akan dikembalikan (ditulis kembali) ke memori.

Komputer yang mempunyai beberapa unit prosesor di bawah satu supervisi satu unit common control. Setiap prosesor menerima instruksi yang sama dari unit kontrol, tetapi beroperasi pada data yang berbeda.

<!--[if !supportLists]-->·        <!--[endif]-->Prosesor yang memiliki SIMD menawarkan dua keunggulan, yakni:

· Data langsung dapat dipahami dalam bentuk blok data, dibandingkan dengan beberapa data yang terpisah secara sendiri-sendiri. Dengan menggunakan blok data, prosesor dapat memuat data secara keseluruhan pada waktu yang sama. Daripada melakukan beberapa instruksi "ambil pixel ini, lalu ambil pixel itu, dst", sebuah prosesor SIMD akan melakukannya dalam sebuah instruksi saja, yaitu "ambil semua pixel itu!" (istilah "semua" adalah nilai yang berbeda dari satu desain ke desain lainnya). Jelas, hal ini dapat mengurangi banyak waktu pemrosesan (akibat instruksi yang dikeluarkan hanya satu untuk sekumpulan data), jika dibandingkan dengan desain prosesor tradisional yang tidak memiliki SIMD (yang memberikan satu instruksi untuk satu data saja).

· Sistem SIMD umumnya hanya mencakup instruksi-instruksi yang dapat diaplikasikan terhadap semua data dalam satu operasi. Dengan kata lain, sistem SIMD dapat bekerja dengan memuat beberapa titik data secara sekaligus, dan melakukan operasi terhadap titik data secara sekaligus.

<!--[if !supportLists]-->3.     <!--[endif]-->Mesin MIMD

Pada sistem komputer MIMD murni terdapat interaksi di antara n pemroses. Hal ini disebabkan seluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama bagi semua pemroses. Komputer MIMD bersifat tightly coupled jika tingkat interaksi antara pemroses tinggi dan disebut loosely coupled jika tingkat interaksi antara pemroses rendah.

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->Analisa Algoritma Paralel

Pada saat sebuah algoritma digunakan untuk memecahkan sebuah problem, maka performance dari algoritma tersebut akan dinilai. Hal ini berlaku untuk algoritma sekuensial maupun algoritma paralel. Penampilan sebuah algoritma pengolahan peralel dapat dinilai dari beberapa kriteria, seperti running time dan banyaknya prosesor yang digunakan.

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->Running Time

Running time adalah waktu yang digunakan oleh sebuah algoritma untuk menyelesaikan masalah pada sebuah komputer paralel dihitung mulai dari saat algoritma mulai hingga saat algoritma berhenti. Jika prosesor-prosesornya tidak mulai dan selesai pada saat yang bersamaan, maka running time dihitung mulai saat komputasi pada prosesor pertama dimulai hingga pada saat komputasi pada prosesor terakhir selesai.

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->Counting Steps

Untuk menentukan running time, secara teoritis dilakukan analisa untuk menentukan waktu yang dibutuhkan sebuah algoritma dalam mencari solusi dari sebuah masalah. Hal ini dilakukan dengan cara menghitung banyaknya operasi dasar, atau step (langkah), yang dilakukan oleh algoritma untuk keadaan terburuknya (worst case).

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->Langkah-langkah yang diambil oleh sebuah algoritma dibedakan ke dalam dua jenis yaitu 

Computational step

Sebuah computational step adalah sebuah operasi aritmetika atau operasi logika yang dilakukan terhadap sebuah data dalam sebuah prosesor.

Routing step.

Pada routing step, sebuah data akan melakukan perjalanan dari satu prosesor ke prosesor lain melalui shared memory atau melalui jaringan komunikasi.

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->Speedup

· Pengukuran speedup sebuah algoritma paralel adalah salah satu cara untuk mengevaluasi kinerja algoritma tersebut.

· Speedup adalah perbandingan antara waktu yang diperlukan algoritma sekuensial yang paling efisien untuk melakukan komputasi dengan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan komputasi yang sama pada sebuah mesin pipeline atau parallel.

<!--[if !supportLists]-->4.     <!--[endif]-->ARSITEKTUR PENGGANTI .

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur pengganti merupakan konsep perencanaan atau struktur pengoperasian dasar dalam komputer atau bisa dikatakan rencana cetak biru dan deskripsi fungsional kebutuhan dari perangkat keras yang didesain. implementasi perencanaan dari masing-masing bagian seperti CPU, RAM, ROM, Memory Cache, dll.

SUMBER :

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->http://andi-granderist.blogspot.com/2013/01/pipelining-risc-dan-prosesor-paralel.html

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->http://myanaa-kampus.blogspot.com/2010/01/tugas-pemrosesan-parallel-simd-dan-mimd.html

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->http://akmal-vhatal.blogspot.com/2012/01/prosesor-paralel.html

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->http://msgt.files.wordpress.com/2010/01/risc-cisc1.doc

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->http://id.wikipedia.org/wiki/RISC

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->http://yadisetiawan.blogspot.com/2013/01/pipelining-dan-risc-tugas-ke-4.html

<!--[if !supportLists]-->Ø <!--[endif]-->http://manly-boyz.blogspot.com/2011/09/definisi-pipelining.html

Tugas 3. Arsitektur Dan Organisasi Komputer

Arsitektural Komputer

1. Input/Output Unit

Sistem Bus

Sistem bus adalah sistem komputer untuk menghubungkan semua komponen dalam menjalankan tugasnya. Sebuah komputer memiliki beberapa bus seperti PC yang menggunakan intel pentium 4 memiliki bus prosessor , bus AGP, USB, PCI, ISA, dll. Beberapa bus utama dalam sistem komputer :

- Bus prosessor = bus tercepat dalam sistem dan menjadi inti dalam chipset dan motherboard.

- Bus AGP        = bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis.

- Bus PCI         = berfungsi sebagai bus peripheral.

- Bus USB        = Untuk perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer.

Standar Input/output Interface

Interface aplikasi I/O melibatkan abstraksi, enkapsulasi, dan software layering. Abstraksi dilakukan dengan membagi-bagi detail peralatan-peralatan I/O ke dalam kelas-kelas yang lebih umum. Dengan adanya kelas-kelas yang umum ini, maka akan lebih mudah untuk membuat fungsi-fungsi standar (interface) untuk mengaksesnya. Lalu kemudian adanya device driver pada masing-masing peralatan I/O, berfungsi untuk enkapsulasi perbedaan-perbedaan yang ada dari masing-masing anggota kelas-kelas yang umum tadi. Device driver mengenkapsulasi tiap -tiap peralatan I/O ke dalam masing-masing 1 kelas yang umum tadi (interface standar). Tujuan dari adanya lapisan device driver ini adalah untuk menyembunyikan perbedaan-perbedaan yang ada pada device controller dari subsistem I/O pada kernel. Karena hal ini, subsistem I/O dapat bersifat independen dari hardware.

Pengaksesan Peralatan Input/Output

Pengaksesan I/O terdiri dari 2 cara :

1. MEMORY MAPPED I/O

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi memori virtual dimana port I/O tergantung memori utama.

Karakteristik:

- Port I/O dihubungkan ke bus alamat.

- Piranti input sebagai bagian memori yang memberikan data ke bus data. Piranti output sebagai bagian memori yang memiliki data yang tersimpan di dalamnya.

- Port I/O menempati lokasi tertentu pada ruang alamat

dan diakses seolah-olah adalah lokasi memori.

2. I/O MAPPED I/O (I/O ISOLATED)

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi terpisah dengan lokasi memori, dimana port I/O tidak tergantung pada memori utama.

Karakteristik:

- Port I/O tidak tergantung memori utama.

- Transfer informasi dilakukan di bawah kendali sinyal kontrol yang menggunakan instruksi INPUT dan OUTPUT

- Operasi I/O tergantung sinyal kendali dari CPU.

- lnstruksi I/O mengaktifkan baris kendali read/write pada port I/O, sedangkan instruksi memori

akan mengaktifkan baris kendali read/write pada memori.

- Ruang memori dan ruang alamat I/O menyatu, sehingga dapat memiliki alamat yang sama.

Kelebihan dan kekurangan:

- I/O mapped I/O Iebih cepat dan efisien, karena lokasi I/O terpisah dengan lokasi memori.

- I/O mapped I/O mempunyai keterbatasan jumlah instruksi yang dapat digunakan untuk operasi I/O

2. Arsitektur Famili Komputer (IBM)

Famili IBM PC dan Turunanannya

Komputer personal pertama kali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal yang terdiri dari set register , ALU dan unit control computer.

IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS. PC BUS melengkapi PC dengan8 jalurdata, 20 jalur alamat, sejumlah jalur control dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB. Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni :

- IBM 4860 PCjr

- IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)

- IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)

- IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)

- IBM 5160 Personal Computer/eXtended TechnologyIBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

Konfingurasi Mikrocomputer Dasar

Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.

Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya.

Komponen IBM PC :

1. Sistem Kontrol BUS : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat

2. Sistem Kontrol Interrupt : Pengontrol Interrupt

3. Sistem Kontrol RAM dan ROM : Chip RAM dan ROM, Decoder Alamat, dan Buffer

4. Sistem Kontrol DMA : Pengontrol DMA

5. Timer : Timer Interval Programmable

6. Sistem Kontrol I/O : Interface Paralel Programmable

Sistem Software:

1. Penetapan Alamat Port I/O

2. Penetapan Vector Interrupt

3. ROM BIOS

4. Penetapan Alamat Memori

Manfaat Arsitektural Arsitek Komputer:

1. Kemudahaanpenggunaan

2. DayaTempa

3. DayaKembang

4. Expandibilitas

Sumber :

1. http://id.wikipedia.org/wiki/Bus_sistem

2. http://ikc.depsos.go.id/umum/ibam/ibam-os-html/x6071.html

3. http://gamapermana80.blogspot.com/2012/01/sistem-input-output.html

4.http://ocw.gunadarma.ac.id/course/industrial-technology/program-of-electronics-   engineering-study-2013-s1/arsitektur-komputer/keluarga-arsitektur-komputer-ibm-pc

5. http://salahh.blogspot.com/2011/12/ibm-pc-keluarganya.html

                                                                   - Selesai -

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

 

Arsitektur Set Intruksi

          Set Intruksi (Bahasa Inggris : Instruction Set, atau Instruction set Architecture(ISA)). Didefinisikan sebagai aspek dalam arsiktektur computer yang dapat di lihat oleh para pemrogam.

Ø Jenis-jenis Instruksi

1.Data Processing

2.Data Storage

3.Data  Movement

4.Control

Ø Teknik Pengelamatan

Pengguna mode pengalamatan sederhana, hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register. Beberapa mode tambahan seperti pergeseran dan pe-relatif dapat dimasukan selain itu banyak mode kompleks dapat disintesis pada perangkat lunak dibanding yang sederhana, selain dapat menyederhanakan sel instruksi dan unit control. Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya.

Jumlah alamat maksimum yang mungkin dipeerlukan dalam sebuah instruksi :

1.Empat Alamat

2.Tiga Alamat

3.Dua Alamat

4.Satu Alamat

Ø Desain Set Instruksi

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah :

1.Kelengkapan set instruksi

2.Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3.Kompatibilitas

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :

1.Operation Repertoire

2.Data Types

3.Register

4.Addressing

Referensi :

risc.pdf

arsitektur-set-instruksi.pdf

II. Central processing unit (CPU)

II. Central processing unit (CPU)

      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.

    SISTEM BUS

       Pada motherboard terdapat saluran-saluran penghubung yang menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Saluran penghubung ini berupa garis-garis yang tercetak pada PCB motherboard. Melalui saluran-saluran inilah data, informasi, dan instruksi-instruksi yang diberikan pada komputer ditransfer/melintas dari komponen satu ke komponen lainnya. Data dan instruksi tersebut diangkut dalam wujud sinyal-sinyal elektronis yang mempunyai makna tertentu. Sekelompok saluran yang mempunyai fungsi yang sama disebut jalur atau bus. Saluran-saluran penghubung tadi disebut pula dengan istikah konduktor.

    ·         ARITHMATIC LOGIC UNIT

ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesoryang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan, pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebutadder. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebutadder. Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:

a. sama dengan (=)

b. tidak sama dengan (<>)

c. kurang dari (<)

d. kurang atau sama dengan dari (<=)

e. lebih besar dari (>)

f. lebih besar atau sama dengan dari (>=)

Sumber : http://lookupmens.blogspot.com/2011/03/pengertian-dan-cara-kerja-arithmatic.html

    ·         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.

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

    CACHE MEMORY

       Media penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi, dimana tempat menyimpan data atau informasi sementara yang sering digunakan / diakses komputer.

- Fungsi -> Mempercepat akses data, meringankan kinerja prosessor, menjembatani perbedaan kecepatan antara CPU dan memori utama, mempercepat kinerja memori.

    ·         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.

sumber :  http://yurizone.wordpress.com/2009/11/15/apa-itu-virtual-memori/