MATERI ARSITEKTUR KOMPUTER PERTEMUAN KE-9


CENTRAL PROCESSING UNIT


ALU 
(Arithmetic and Logic Unit)

• ALU merupakan bagian komputer yang berfungsi membentuk operasi-operasi aritmatika dan logik terhadap data 
• Semua elemen lain sistem komputer (control unit, register, memori, I/O) berfungsi terutama untuk membawa data ke ALU untuk selanjutnya di proses dan kemudian mengambil kembali hasilnya.

Representasi Integer - 1101.0101 = -11.3125

Representasi Nilai Tanda 
• Bentuk yang paling sederhana representasi yang memakai bit tanda adalah representasi nilai tanda. 
• Misal : +18 = 00010010 
               -18 = 10010010 (sign magnitute/nilai tanda) 
• Terdapat kekurangan pada cara diatas

Komplement-2 
• +7 = 0111     +18 = 00010010 
• -7 = 1001      - 18 = 11101101 
• Dapat di simpulkan bahwa hasil akan berbeda dengan nilai tanda

Representasi fixed point 
Semua representasi di atas dapat pula disebut dengan fixed point, karena radix pointnya (binary pointnya) tetap dan di asumsikan akan berada di sebelah kanan.

 Aritmatika Integer  
A. Negasi 
Untuk membuat negasi gunakan komplement dua (dianjurkan) 
Penjumlahan negasi : +7 = 0111 
                                    -7 = 1001 
maka bila ada soal (-7) + (+5) = 1001 
                                                    0101 
                                                    1110 
Hasil = 1110 adalah bilangan negatif maka positifnya adalah = komplement 2-kan bilangan tersebut : 0010 = +2 maka bilangan 1110 adalah negatif dari 2 atau (-2) 
Aturan overflow = Bila dua buah bilangan di tambahkan, dan keduanya positif atau keduanya negatif maka over flow akan terjadi jika dan hanya jika hasilnya memiliki tanda yang berlawanan. 

B. Pengalian : 1011 
                      x1101 
                        1011 
                      0000 
                    1011 
                  1011 
                10001111 
Perkalian 
• Perkalian dengan bilangan negatif juga akan sama cuma negatif tersebut harus dihasilkan dari komplemen 2 
• Karena hasil kali (-) dengan (+) = (-) maka hasil kali tersebut komplement duakan untuk mengetahui hasilnya. 
Keterangan : 
1011 = divisor 
10010011 = dividend 
Hasil = quotient 
Sisa = remainders

Representasi Floating Point 
Misal : 976.000.000.000 = 9,76 x 10^11 
MENJADI 0,000000000976 = 9,76 x 10^-10

Aritmetika Floating Point 
Penambahan dan pengurangan 
• periksa bilangan-bilangan nol 
• ratakan significand 
• tambahkan atau kurangkan significand 
• normalisasi hasilnya 

Contoh soal
123 x 100                123 x 100 
456 x 10^-2            4,56 x 100 + 
                              127,56 x 100

Operasi Mikro 
• Fungsi dari sebuah komputer adalah untuk eksekusi program 
• Setiap siklus yang lebih kecil akan terdiri dari sejumlah langkah yang masing-masing langkah tersebut terdiri dari register-register CPU. Dapat di sebut langkah-langkah tersebut sebagai operasi mikro. 
• Operasi mikro adalah operasi fungsional atau atomik suatu CPU. 

SIKLUS PENGAMBILAN 
• MAR : dihubungkan dengan alamat bus sistem. MAR menspesifikasikan alamat di dalam memori untuk operasi read dan write. 
• MBR : dihubungkan dengan saluran data bus sistem. MBR berisi nilai yang akan disimpan di memori atau nilai terakhir yang di baca dari memori
• PC : Menampung alamat instruksi berikutnya yang akan di ambil. 
• IR :  Menampung instruksi terakhir yang diambil.

Siklus Pengambilan : 
T1 : MAR      >>>       (PC) 
T2 : MBR      >>>       Memori 
 PC                 >>>       (PC) + 1 
T3 : IR           >>>       (MBR)

Siklus Tak Langsung 
T1 : MAR                 >>>        (IR(Alamat)) 
T2 : MBR                 >>>        Memori 
T3 : IR (Alamat)      >>>        (MBR(Alamat))

Siklus Interupt 
T1 : MBR         >>>        (PC) 
T2 : MAR         >>>        Alamat-simpan 
 PC                    >>>       Alamat –rutin 
T3 : Memori     >>>       (MBR)

Siklus Eksekusi 
Penambahan (ADD) 
1. ADD R1,X = Menambahkan isi lokasi X ke register R1 
T1 : MAR        >>>       (IR(alamat)) 
T2 : MBR        >>>        memori 
T3 : R1            >>>        (R1)+(MBR)

2. ISZ X = Isi lokasi X ditambahkan dengan 1. Apabila hasilnya sama dengan nol, maka instruksi berikutnya dilompati. 
T1 : MAR                  >>>        (IR(alamat)) 
T2 : MBR                  >>>        Memori 
T3 : MBR                  >>>        (MBR) + 1 
T4 : Memori              >>>        (MBR) 
If (MBR=0) then       >>>        (PC PC+1)

3. BSA X : Alamat instruksi yang berada setelah instruksi BSA disimpan di lokasi X, dan eksekusi dilanjutkan pada lokasi X+1. Alamat yang di simpan akan di gunakan kemudian untuk keperluan return. 
T1 : MAR            >>>        (IR(alamat)) 
       MBR             >>>        (PC) 
T2 : PC                >>>        (IR(Alamat)) 
       Memori         >>>        (MBR) 
T3 : PC                >>>        (PC) + 1

Siklus Instruksi 
• Setiap fase siklus instruksi dapat di uraikan menjadi operasi mikro elementer. 
• Ada empat buah kode siklus instruksi (ICC). 
• ICC menandai status CPU dalam hal bagian tempat siklus tersebut berada.

Kode ICC : 
• 00 : fetch 
• 01 : Indirect 
• 10 : execute 
• 11 : interupt

KONTROL CPU 
Karakterisasi Unit Kontrol : 
1. Menentukan elemen dasar CPU 
2. Menjelaskan operasi mikro yang akan dilakukan CPU 
3. Menentukan fungsi-fungsi yang harus di lakukan unit kontrol agar menyebabkan pembentukan operasi mikro

Elemen Dasar Fungsional CPU 
1. ALU 
2. Register-register 
3. Lintasan data internal 
4. Lintasan data eksternal 
5. Unit Kontrol 

Unit Kontrol melakukan dua tugas dasar : 
• Pengurutan 
• Eksekusi

Sinyal Kontrol 
Input sinyal kontrol : 
• Clock 
• register Instruksi 
• sinyal kontrol dari bus kontrol 
• flag

Output sinyal kontrol : 
• Sinyal kontrol di dalam CPU 
• Sinyal kontrol bagi bus kontrol 


0 komentar:

Copyright © 2013 Sulhansubs