Nama : Alvin Alfarino
Nim : 8020190241
Kelas : 01PT2
Tugas 1
Penjelasan dan Cara Kerja Diagram Siklus Instruksi Operasi :
1. IAC ( Instruction
Address Calculation ) , pertama IAC yang menentukan alamat perintah berikutnya
yang akan di eksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat
perintah sebelumnya.
2. IF (
Instruction Fetch ) , selanjutnya di terima oleh IF yang dimana ia membaca atau
menerima perintah dari lokasi memorinya ke CPU.
3. IOD (
Instruction Operation Decoding ) , lalu IOD menganalisa perintah untuk
menentukan jenis operasi apa yang akan di bentuk dan operand yang akan di
gunakan.
4. OAC ( Operand Address
Calculation ) , OAC yang menentukan alamat operand, hal ini terjadi apabila
melibatkan referensi operand pada memori.
5. OF ( Operand Fetch )
, selanjutnya OF mengambil operand dari memori atau dari modul input / output.
6.
DO ( Data Operation ) , dilanjutkan dengan DO yang
membentuk operasi yang di perintahkan dalam instruksi.
Disini setelah DO melakukan tugasnya di lanjutkan oleh OAC membentuk
operand kembali.
7.
OS ( Operand Stone ) , OS menyimpan hasil eksekusi ke dalam
memori.
OS melanjutkan ke instruksi selanjutnya yang dimana kembali lagi ke IAC
dan seperti itulah siklus instruksi dari CPU terjadi, Pada IF,OF dan OS
merupakan akses CPU ke memori atau modul input / output. Sementara pada IAC,
IOD, OAC dan DO merupakan operasi internal CPU.
Tugas 2
Penjelasan Dari : Accumulator,Temporary Register (MQ), Instruction Buffer Register (IBR), Instruction Register (IR),Program Counter (Pc),Memory Buffer Register (MBR),Memory Address Register (MAR).
A
. Accumulator
Pada mulanya komputer
adalah berbasis akumulator. Hal ini merupakan CPU yang sederhana, dimana
akumulator berisi satu operand pada instruksi, demikian juga hasilnya tersimpan
pada akumulator. Isi akumulator disertakan di dalam opersi-operasi aritmatika seperti
penjumlahan, pengurangan dan sebaginya. Hal ini dikenal dengan mesin sartu
alamat.
Keuntungan
CPU berbasis akumulator:
- Isi
akumulator diperuntukkan bagi satu operand, karena itu tidak memerlukan field
alamat operand (untuk satu operand) dalam instruksi.
- Siklus
instruksi menggunakan waktu yang singkat sebab menghemat waktu dalam
pengambilan instruksi karena tidak ada siklus pengambilan operand.
Kekurangan
CPU berbasis akumulator:
- Ukuran
program menjadi panjang karena banyak menggunakan instruksi dalam
ekspresi-ekspresi kompleks.
- Waktu
eksekusi program bertambah karena bertambahnya jumlah instruksi dalam program.
B.
Temporary Register (MQ)
Digunakan untuk
penyimpanan sementara operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah
bilangan 40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti (most
significant bit) disimpan dalam AC dan 40 bit lainnya (least significant bit)
disimpan dalam MQ. IAS beroperasi secara berulang membentuk siklus
instruksi. Komputer IAS memiliki 21 instruksi, yang dapat dikelompokkan seperti
berikut ini :
- Data
tranfer, memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU atau
antara dua register ALU sendiri.
- Unconditional
branch, perintah – perintah eksekusi percabangan tanpa syarat tertentu.
- Conditional
branch, perintah – perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat
tertentu agar dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut.
- Arithmetic, kumpulan
operasi – operasi yang dibentuk oleh ALU.
- Address
Modify, instruksi – instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di
komputasi sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.
C.
Instruction Buffer Register (IBR)
Instruction Buffer Register (IBR), digunakan untuk
penyimpanan sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori. Program
Counter (PC), berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil
dari memori.
D. Instruction Register (IR)
Berisi instruksi 8 bit
kode operasi yang akan dieksekusi. Dalam komputer, register instruksi (IR) atau
register instruksi saat ini (CIR) adalah bagian dari unit kontrol CPU yang
memegang instruksi yang saat ini sedang dieksekusi atau diterjemahkan. Dalam
prosesor sederhana setiap instruksi yang akan dieksekusi dimasukkan ke dalam
register instruksi yang menyimpannya ketika sedang diterjemahkan, disiapkan dan
pada akhirnya dieksekusi, yang dapat mengambil beberapa langkah.Output dari IR
tersedia untuk mengontrol sirkuit yang menghasilkan sinyal timing yang
mengontrol berbagai elemen pemrosesan yang terlibat dalam mengeksekusi
instruksi.Dalam siklus instruksi, instruksi dimuat ke dalam register instruksi
setelah prosesor mengambilnya dari lokasi memori yang ditunjuk oleh penghitung
program.
E.
Program Counter (Pc)
Program, atau PC (disebut
juga pointer instruksi atau instruksi mendaftarkan alamat, atau hanya bagian
dari instruksi sequencer di beberapa komputer) adalah daftar prosesor yang
menunjukkan tempat komputer ini dalam urutan instruksiTergantung pada rincian
tertentu komputer, PC memegang baik alamat instruksi yang sedang dijalankan,
atau alamat instruksi berikutnya yang akan dijalankan.
Dalam kebanyakan
prosesor, yang merupakan instruksi pointer incremented secara otomatis setelah
mengambil sebuah program pengajaran, sehingga petunjuk biasanya diambil dari
memori secara berurutan, dengan instruksi tertentu, seperti kantor cabang,
melompat dan subroutine panggilan dan kembali, interrupting urutan dengan
menempatkan nilai baru dalam program counter.
Melompat seperti
petunjuk membolehkan alamat baru yang akan dipilih sebagai awal dari sebelah
bagian dari aliran instruksi dari memori. Mereka membolehkan nilai baru yang
akan diambil (tertulis) ke dalam program counter mendaftar. J subroutine
panggilan yang dicapai cukup lama dengan membaca isi dari program counter,
sebelum mereka ditimpa oleh nilai baru, dan disimpan di suatu tempat lain dalam
memori atau mendaftar. J subroutine kembali kemudian menulis dicapai oleh nilai
yang disimpan kembali ke dalam program counter lagi.
Di pusat pengolahan
unit (CPU) dari komputer yang sederhana berisi hardware (unit kontrol dan
upacara ucapan alu) yang melaksanakan petunjuk tersebut, seperti yang diambil
dari memori unit. Sebagian besar instruksi siklus terdiri dari CPU mengirim
alamat pada bus alamat, ke memori unit, yang kemudian merespon dengan
mengirimkan isi dari lokasi memori yang meliputi data, pada data bus. (Hal ini
sangat sibuk dengan ide yang disimpan-program komputer yang dieksekusi dalam
petunjuk disimpan di samping biasa data dalam memori unit, dan oleh itu sama
dengan ).
PC hanyalah satu dari
sekian banyak mendaftar di hardware dari CPU. Itu, seperti masing-masing
register lainnya, terdiri dari bank dari biner latches (a binary memalangi juga
dikenal sebagai tiba-tiba), dengan satu flip-flop bit per dalam integer yang
akan disimpan (32 untuk 32-bit CPU, misalnya). Dalam hal PC, yang merupakan
integer alamat dalam memori unit yang akan diambil berikutnya.
Setelah data (dengan
instruksi) telah diterima pada data bus, PC adalah incremented. Dalam beberapa
CPU ini dicapai dengan menambahkan 000 .. 001 ke isinya, dan hasilnya menjadi
latching register harus isi yang baru, pada kebanyakan CPU, though, PC
diimplementasikan sebagai register yang internal kabel sehingga dianggap sampai
ke nilai berikutnya ketika sinyal tertentu akan diterapkan ke luar. Seperti
mendaftar, dalam elektronik, yang disebut sebagai binary counter, dan dengan
itu asal istilah program counter.
Semua
sifat yang dpt meliputi program counter :
Keberadaan program
counter dalam CPU telah mencapai jauh konsekuensi pada cara kita berpikir
ketika kita program komputer, dan memang program counter (atau setara blok
perangkat keras yang melayani tujuan yang sama) sangat pusat ke arsitektur von
Neumann.
It membebankan ketat
sequencial memesan pada mengambil dari instruksi dari memori unit (yang aliran
kontrol), bahkan di mana tidak ada sequenciality ini diterapkan oleh algoritma
itu sendiri (yang von Neumann kemacetan). Hal ini mungkin mengapa penelitian
menjadi model untuk komputasi paralel dianggap, pada satu titik, tidak lain von
Neumann atau dataflow model yang tidak menggunakan program counter. Misalnya,
pemrograman fungsional bahasa yang berharap banyak pada tingkat tinggi, dengan
combinatory logika di tingkat assembler. Bahkan kemudian, sebagian besar
peneliti ini emulated di microcode konvensional komputer (karenanya masih
melibatkan sebuah program counter dalam hardware), tetapi, sebenarnya,
combinators sangat sederhana, mereka bisa, pada prinsipnya dilaksanakan secara
langsung pada perangkat keras tanpa kembali ke microcode counter atau program
sama sekali.
In the end, though,
hasil penelitian yang makan kembali, sebaliknya, menjadi cara untuk
meningkatkan pelaksanaan kecepatan prosesor konvensional. Cara yang ditemukan
untuk mengorganisir di luar aturan pelaksanaan, sehingga untuk mendapatkan
informasi yang sequencing yang tersirat dalam data. Selain itu, pipa dan sangat
panjang instruksi kata organisasi diizinkan compiler untuk mengatur beberapa
perhitungan yang akan berangkat bersama. Pada awal setiap instruksi
pelaksanaan, tetapi, instruksi yang harus diambil dari memori, dan ini dimulai
oleh sebuah instruksi fetch siklus yang picks alamat, satu per satu, dari
program counter.
Bahkan bahasa
pemrograman tingkat tinggi yang memiliki program-counter konsep berurat berakar
mendalam dalam perilaku mereka. Anda hanya perlu untuk melihat bagaimana
programmer debugs atau mengembangkan program komputer untuk melihat bukti ini,
dengan pemrogram menggunakan jari untuk menunjuk ke baris berturut-turut dalam
program untuk model langkah-langkah pelaksanaannya. Memang, sebuah bahasa
pemrograman tingkat tinggi yang tidak kurang dari pada assembler bahasa tinggi
mesin virtual – sebuah komputer yang akan terlalu rumit untuk biaya-efektif
untuk membangun secara langsung dalam perangkat keras, sehingga adalah
melaksanakan, bukan menggunakan beberapa kerang dari pertandingan (dengan
compiler atau interpreter menyediakan lebih tinggi, dan microcode menyediakan
tingkat bawah).
F.
Memory Buffer Register (MBR)
Memory Buffer Register
(MBR), berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau
digunakan untuk menerima word dari memori. Memory Address Register (MAR), untuk
menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca oleh
MBR. Instruction Register (IR) , berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan
dieksekusi. Instruction Buffer Register (IBR), digunakan untuk penyimpanan
sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori. Program Counter (PC) ,
berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.Accumulator
(AC) dan Multiplier Quotient (MQ), digunakan untuk penyimpanan sementara
operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah
sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti ( most significant
bit ) disimpan dalam AC dan 40 bit lainnya ( least significant bit
) disimpan dalam MQ. IAS beroperasi secara berulang membentuk siklus
instruksi . Komputer IAS memiliki 21 instruksi, yang dapat dikelompokkan
seperti berikut ini : Data tranfer , memindahkan data di antara memori
dengan register – register ALU atau antara dua register ALU
sendiri. Unconditional branch , perintah – perintah eksekusi
percabangan tanpa syarat tertentu. Conditional branch , perintah –
perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat tertentu agar
dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut.Arithmetic, kumpulan operasi
–operasi yang dibentuk oleh ALU.Address Modify, instruksi –
instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di komputasi sehingga
memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.
G.
Memory Address Register (MAR)
MAR (Memory Address
Register) atau register penunjuk alamat memori merupakan register yang
menampung alamat data atau instruksi pada main memory yang akan diakses, baik
itu yang akan diambil (dibaca) maupun yang akan diletakkan (disimpan/ditulis).
Register ini berisi alamat dari data dan dihubungkan pada bus alamat, sehingga
dapat menspesifikasikan alamat di dalam memori untuk operasi baca atau
simpan/tulis. Alamat dari main memory (tempat data berada), diletakan di MAR
dan dikirimkan ke main memory melalui address bus. Selama komputer bekerja,
alamat dalam pencacah program ditahan (latched) pada MAR. Setelah itu MAR akan
mengirimkan alamat ke dalam RAM dan operasi membaca dilaksanakan. Fungsi
MAR MAR berfungsi sebagai komponen yang diperintahkan oleh IR dan Control
Unit untuk mencari dan menampung alamat data serta instruksi dalam sebuah Main
Memory.
Proses kerja MAR (antara
CPU dan memory) MAR merupakan salah satu register yang digunakan sebagai
interface antara CPU dan main memory. MAR menampung alamat data atau instruksi
yang dikirim dari main Memory ke CPU atau yang akan direkamkan ke Main Memory.
Berikut
penjelasan tentang proses pengaksesan data di/ke main memory :
Bila data atau
instruksi akan diambil dari Main Memory ke CPU, maka Main Memory harus
diberitahu terlebih dahulu alamat (address) data atau instruksi tersebut di
Main Memory. Oleh Control Unit alamat tersebut diletakan di MAR untuk dikirim
ke Main Memory melalui Address Bus.
Demikian juga jika
hasil proses dari CPU akan direkamkan ke main memory, maka Main Memory harus
diberitahu terlebih dahulu alamat perekaman hasil proses tersebut di Main
Memory. Oleh Control Unit alamat tersebut diletakan di MAR untuk dikirim ke
Main Memory lewat Address Bus.
Referensi :