PENGANTAR TEKNOLOGI INFORMASI

PERTEMUAN 3 PROCESSING UNIT

TUJUAN

 Agar Mahasiswa dapat menyebutkan komponen-komponen pemrosesan data  Agar Mahasiswa dapat menyebutkan bagian bagian dari alat pemroses  Agar Mahasiswa dapat menyebutkan cara cara pemrosesan data

PROCESSING UNIT

 Dua komponen yang menjalankan proses dalam komputer, yaitu :  Central Processing Unit (CPU)  Memory.

 Kedua komponen tersebut terletak pada Motherboard.

MOTHERBOARD

 Merupakan papan sirkuit utama dari komputer.

 Motherboard terdiri dari : - CPU, BIOS (Basic Input Output System), memory, port serial dan parallel, slot tambahan, dan semua peralatan kontrol tambahan, seperti display screen, keyboard, dan disk drive.

MOTHERBOARD

        Power Connector dihubungkan pada power supplay Memory Banks dihubungkan pada RAM chip EIDE dihubungkan pada Hard Disk Floppy Connector dihubungkan Floppy Disk Drive PCI Slots digunakan untuk menempatkan card-card seperti NIC, VGA, dll ISA Slot tipe lain dari card slot Chipset (mengontrol interaksi antara perangkat keras komputer ZIF Socket digunakan untuk Processor

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

 CPU adalah otak dari komputer.  Kadang hanya disebut sebagai

processor central processor

atau  CPU adalah tempat dimana hampir semua perhitungan dikerjakan.

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

 Jenis-jenis Processor  CISC (Complex Instruction Set Computers)    Dilafalkan dengan sisk, Pada umumnya PC menggunakan arsitektur CISC, dimana CPU mendukung sebanyak dua ratus instruksi Contoh : pengambilan dari memori (load), operasi aritmatika, dan penyimpanan ke dalam memori (store)

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

 RISC (Reduced Instruction Set Computer)  Dilafalkan dengan risk,    Jenis processor yang mengenali sejumlah instruksi Salah satu keuntungan dari RISC adalah dapat mengerjakan instruksi dengan sangat cepat karena instruksinya sangat sederhana. Biasanya digunakan untuk komputer server

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

  Pada CPU lebih mesin berskala memerlukan satu besar, atau boards).

PCB (printed circuit Pada personal computer dan workstations, CPU diletakkan pada single chip yang disebut sebagai

MICROPROCESSOR

.

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

 Ada dua fungsi utama dari processor yaitu :  Fungsi kontrol adalah fungsi dari processor untuk menterjemahkan instruksi-instruksi program dan menjamin bahwa instruksi-instruksi tersebut dijalankan dengan urutan yang benar.

 Fungsi eksekusi adalah fungsi dari processor untuk menjalankan tugas tugas perhitungan yang spesifik seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian serta pembagian.

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

 Contoh instruksi-instruksi : 

Move Instructions

Assembler MOV AL,15 MOV BL,[15] Machine Code D0 00 15 D1 01 15 Explanation AL = 15 Copy 15 into AL BL = [15] Copy RAM[15] into BL 

Direct Arithmetic and Logic Instructions

Assembler ADD AL,BL Machine Code A0 00 01 Explanation AL = AL + BL SUB BL,CL A1 01 02 BL = BL - CL

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

 Bagian-bagian dari CPU adalah :  Arithmetic Logic Unit (ALU)  Control Unit (CU)  Registers  Data Cache  Bus Unit   Instruction Cache Prefetch Unit  Decode Unit

CPU Control Unit (CU)

 

Control Unit

mempunyai tugas untuk : Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

    Mengambil instruksi-instruksi dari

Main Memory

.

Mengambil data dari oleh proses.

Main Memory

kalau diperlukan Mengirim instruksi ke

(ALU)

bila ada

Arithmatic and Logic Unit

perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja ALU Menyimpan hasil proses ke

Main Memory

.

CPU Arithmetic Logic Unit (ALU)

   ALU adalah didalam chip.

tahapan terakhir dari proses ALU adalah bagian yang pintar dari chip yang melaksanakan perintah seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.

ALU juga bisa membaca perintah logika seperti OR, AND, dan NOT. Pesan dari Control Unit memberitahukan ALU apa yang harus dikerjakan dan ALU mengambil data Register untuk menyempurnakan tugas.

dari

CPU Registers

 Register adalah area penyimpanan kecil untuk data yang digunakan oleh

Arithmatic and Logic Unit

(ALU) untuk menyempurnakan tugas yang diberikan oleh

Control Unit

.  Data yang diolah bisa berasal dari

Data Cache, Main Memory

atau

Control Unit

dan semuanya disimpan di lokasi khusus didalam register.  Hal ini membuat pengambilan kembali dari ALU dapat lebih cepat dan efisien.

CPU Data Cache



Data Cache

bekerja sama dengan

Arithmatic & Logic Unit

(ALU) dan

Register Unit

. serta

Decode

 Di tempat inilah data yang sudah diberi tanda dari

Decode Unit

disimpan untuk selanjutnya digunakan oleh

Arithmatic & Logic Unit

(ALU) dan dimana hasil akhir dipersiapkan untuk didistribusikan ke bagian lain dari komputer.

CPU Bus Unit



Bus Unit

adalah tempat dimana instruksi masuk dan keluar processor dari

Main Memory

komputer.

CPU Instruction Cache



Instruction Cache

adalah gudang instruksi yang berada dalam chip, sehingga processor tidak perlu menghentikan dan mencari instruksi dari

Main Memory

komputer.  Akses yang cepat ini menjadikan proses menjadi lebih cepat, secepat pengambilan instruksi dari

Prefecth Unit

dimana instruksi ditempatkan di urutan yang benar untuk melakukan proses.

CPU Prefetch Unit



Prefetch Unit

menentukan kapan mengambil data dan instruksi dari

Instruction Cache Main Memory

atau komputer berdasarkan perintah atau tugas yang diberikan.  Ketika instruksi tersebut tiba disaat tugas yang sangat penting untuk

Prefetch Unit, Prefetch Unit

mengatur agar semua instruksi-instruksi itu teratur dengan benar untuk selanjutnya dikirim ke

Decode Unit

.

CPU Decode Unit



Decode Unit

hanya melakukan decoding atau menterjemahkan instruksi dari bahasa mesin yang kompleks ke dalam format sederhana yang dimengerti oleh

Arithmatic & Logic Unit

(ALU) dan

Register

.

 Hal ini menjadikan proses lebih efisien.

CPU – How Processor Work

  Berikut adalah contoh perjalanan instruksi yang dikerjakan didalam processor.

Operasi yang akan dicontohkan adalah operasi penjumlahan 2 + 3 = 5 Referensi diambil dari www.intel.com

– How Microprocessor Work

CPU – How Processor Work

Dengan menekan tombol 2 membuat processor menjadi siap dan memberikan tanda pada

Prefetch Unit

untuk meminta Memori Utama komputer untuk menyiapkan instruksi pada data yang baru karena belum ada instruksi dalam

Instruction Cache

.

Instruksi data yang baru masuk melalui

Bus Unit

dan tersimpan dalam

Instruction Cache

sebagai “2=X".

CPU – How Processor Work

Prefetch Unit Cache

untuk kemudian meminta menyalin kode mengirimkannya ke selanjutnya.

Decode Unit Instruction

“2=X" dan untuk proses Dalam

Decode Unit

, instruksi “2=X" diterjemahkan kedalam bentuk dikirimkan ke string of binary code

Control Unit

dan

Data Cache

yang untuk memberitahukan apa yang selanjutnya dikerjakan.

Dalam

Control Unit

string of binary code tersebut diterjemahkan dan disimpan dalam dimana angka

Data Cache

“2" tersimpan dalam suatu alamat yaitu "X" yang menunggu untuk proses selanjutnya.

CPU – How Processor Work

Ketika menekan tombol 3,

Prefeth Unit

akan meminta Memori Utama komputer dan

Instruction Cache

untuk instruksi khusus pada data baru ini. Apabila tidak ditemukan instruksi yang sama, maka instruksi akan datang dari Memori Utama Sama seperti “2=X", instruksi data yang baru masuk kedalam processor dari Memori Utama dan tersimpan dalam alamat

Instruction Cache

dengan kode “3=Y".

CPU –

How Processor Work

Kemudian

Prefetch Unit

mendorong salinan dari kode " 3=Y" dari

Instruction Cache

mengirimkannya ke

Decode Unit

dan untuk proses selanjutnya.

Dalam

Decode Unit

instruksi “3=Y" diterjemahkan kedalam string of binary code yang dikirimkan ke

Control Unit

dan

Data Cache

untuk memberitahukan apa yang selanjutnya dilakukan.

Dalam

Control Unit

dan disimpan dalam string of binary code dipecahkan

Data Cache

dimana angka “3" tersimpan dalam suatu alamat yaitu "Y" dan sama seperti angka “2" sedang menggu proses selanjutnya.

CPU –

How Processor Work

Ketika menekan tombol “+“,

Prefetch Unit

meminta Memori Utama komputer dan

Instruction Cache

untuk instruksi khusus pada data baru ini, yang harus diambil dari Memori Utama.

Karena ini merupakan instruksi baru maka tanda “+" masuk kedalam processor dari Memori Utama komputer dan disimpan pada suatu alamat pada

Instruction Cache

sebagai "X + Y=Z", menunjukkan bahwa perintah penjumlahan akan dilaksanakan.

CPU –

How Processor Work

Prefetch Unit

selanjutnya meminta

Instruction Cache

untuk menyalin kode "X+Y=Z" dan mengirimkannya kedalam

Decode Unit

untuk proses selanjutnya.

Dalam

Decode Unit

, "X + Y=Z " diterjemahkan dan dikirimkan ke

Control Unit

dan

Data Cache

untuk memberitahukan apa yang selanjutnya dikerjakan serta

ALU

memberikan pesan bahwa Penjumlahan akan dilaksanakan.

CPU –

How Processor Work

Dalam

Control Unit

kode di pecahkan dan perintah Penjumlahan dikirimkan ke

ALU

dimana "X" dan "Y" dijumlahkan bersama setelah dikirimkan dari

Data Cache

.

ALU

kemudian memberitahukan pada

Register

dan mengirimkan “5" kedalam suatu alamat didalam

Register

.

CPU –

How Processor Work

Ketika menekan tombol "=“,

Prefetch Unit

sekali lagi memeriksa

Instruction Cache

instruksi untuk data baru, yang tidak ditemukannya.

Instruksi "=" masuk ke processor dari Memori Utama komputer melalui

Bus Unit

dan disimpan dalam suatu alamat di

Instruction cache

dengan kode "Print Z".

CPU –

How Processor Work

Prefetch Unit

meminta

Instruction Cache

untuk menyalin kode "Print Z" dan mengirimkannya ke

Decode Unit

untuk perintah selanjutnya.

Dalam

Decode Unit

instruksi "Print Z" diterjemahkan kedalam bentuk string of binary code yang selanjutnya dikirimkan ke

Control Unit

untuk memberitahukan apa yang selanjutnya dikerjakan.

CPU –

How Processor Work

Sekarang nilai Z sudah dihitung, dan terletak dalam file

Register

dengan hasil #5, perintah cetak hanya mengambil isi

Register

5 dan menampilkannya ke layar sehingga user dapat melihat hasil dari perkalian 2+3.

CPU – How Processor Work

 Dalam mengerjakan instruksi-instruksi, processor menggunakan beberapa cara, yaitu :  Sequential  Instruksi dikerjakan secara berurutan.

  Instruksi kedua dikerjakan setelah instruksi pertama selesai Pipelining   Instruksi dikerjakan hampir bersamaan Instruksi pertama dijalankan (execute) pada saat instruksi kedua diterjemahkan (decode), dimana pada saat yang sama instruksi yang lain sedang diambil (fetch)

MAIN MEMORY

    Main Memori adalah sebuah tempat untuk menyimpan data yang besar yang berada didalam komputer utama tapi diluar processor.

Mengacu pada physical memory yang berada didalam komputer.

Kata

main

(utama) digunakan untuk membedakan dari external mass storage devices seperti disk drives. Istilah lain dari main memory adalah

RAM

.

MAIN MEMORY

 Pada suatu saat Main Memori akan mengirim dalam bentuk data atau instruksi untuk Prefetch Unit, yang sering tersimpan dalam suatu alamat dalam Instruction Cache yang akan digunakan pada suatu saat

Tugas

 Berikan contoh cara processor mengerjakan instruksi-instruksi dengan menggunakan Sequential dan pipelining ?