Struktur Komputer

1)      Pengertian CPU

CPU merupakan komponen terpenting dari sistem komputer. CPU adalah komponen pengolah data berdasarkan instruksi – instruksi yang diberikan kepadanya. CPU atau Central Processing Unit  dapat dikatakan juga otak dari komputer itu sendiri Sebuah komputer paling canggih sekalipun tidak akan berarti tanpa adanya CPU yang terpasang di dalamnya. Dalam kesehariannya CPU memiliki tugas utama untuk mengolah data berdasarkan instruksi yang ia peroleh. CPU sendiri sebenarnya terbagi atas beberapa komponen yang saling bekerja sama untuk membentuk suatu unit pengolahan Disamping itu, CPU mempunyai beberapa alat penyimpan yang berukuran kecil yang disebut register.

2)      Komponen-Komponen CPU

                  ¾            ALU bertugas membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer.

                  ¾            Control Unit bertugas untuk menggontrol operasi CPU.

                  ¾            Registar adalah media penyimpanan internal CPU yang digunakan saat proses penggolahan data.

                  ¾            CPU interconnection adalah system koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU dan registar-registar dan juga bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan system lainya, seperti memori utama,piranti masukan/keluaran

3)      Fungsi CPU

Berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan percabangan instruksi.

Siklus Fetch - Eksekusi

• Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori.
• Terdapat registers dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC).
• PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi.
• Instruksi-instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR).
• Instruksi-instruksi dalam bentuk kode-kode binner yang dapat direpresentasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan.

Aksi CPU

• CPU - Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.
• CPU - I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.
• Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.
• Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.

Siklus Eksekusi

• Instruction Address Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.
• Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau mengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
• Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
• Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
• Operand Fetch (OF), yaitu mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
• Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
• Operand Store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori.

Fungsi Interupsi

• Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada interupsi.
• Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.

Tujuan Interupsi

• Secara umum untuk manajemen pengeksekusian instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul-modul I/O maupun memori.
• Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU di samping itu kecepatan eksekusi masing-masing modul berbeda.
• Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul.

Kelas Sinyal Interupsi

• Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya : aritmatika overflow, pembagian nol, operasi ilegal.
• Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan dengan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
• I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
• Hardware Failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan partas memori.

Proses Interupsi

• Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi-instruksi lain.
• Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya, maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor.
• Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang sedang dijalankannya untuk meng-handle routine interupsi.
• Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali.

Tweet