CPU Memory

Document Sample
CPU Memory Powered By Docstoc
					                                                                     4/14/2012




CHAPTER 7 :
CPU dan Memory



                                           Andre Iskandar




CPU: 3 Komponen Utama
    ALU (arithmetic logic unit)
       Melakukan kalkulasi dan perbandingan (data diubah)
    CU (control unit): melakukan siklus fetch/execute
       Fungsi :
           Memindah data ke dan dari register CPU dan komponen
           hardware lainnya (tidak ada perubahan data)
           Mengakses instruksi program dan issues command ke ALU
       Subparts:
           Memory management unit: mengawasi pengambilan instruksi
           dan data
           I/O Interface: terkadang dikombinasikan dengan unit
           manajemen memory sebagai Bust Interface Unit
    Registers
       Contoh : Program counter (PC) atau instruction pointer
       menentukan instruksi berikutnya untuk dieksekusi

Chapter 7 CPU and                                 7-2
Memory




                                                                            1
                            4/14/2012




Diagram Blok Sistem




Chapter 7 CPU and     7-3
Memory




The Little Man Computer




Chapter 7 CPU and     7-4
Memory




                                   2
                                                                        4/14/2012




Konsep Register
    Kecil, lokasi penyimpanan yang permanen dalam
    CPU yang digunakan untuk tujuan tertentu
    Dimanipulasi secara langsung oleh unit kontrol
    Kabel untuk fungsi tertentu
    Ukuran dalam bit atau byte (bukan MB seperti
    pada memory)
    Dapat menyimpan data, alamat dan instruksi
    Berapa banyak register yang dimiliki LMC?



Chapter 7 CPU and                                  7-5
Memory




Register
    Penggunaan Register
       Scratchpad untuk eksekusi program saat ini
           Menyimpan data yang dibutuhkan secara cepat atau data yang
           sering digunakan
       Menyimpan informasi mengenai status CPU dan eksekusi
       program saat ini
           Alamat instruksi program selanjutnya
           Sinyal dari perangkat eksternal
    Tujuan Umum Register
       User-visible registers
       Menyimpan antara hasil atau nilai data, misalnya loop
       counters
       Setara dengan kalkulator LCM
       Biasanya ada beberapa lusin pada CPU saat ini
Chapter 7 CPU and                                  7-6
Memory




                                                                               3
                                                            4/14/2012




Tujuan Khusus Register
    Program Count Register (PC)
       Disebut juga instruction pointer
    Instruction Register (IR)
       Menyimpan instruksi yang diambil dari memory
    Memory Address Register (MAR)
    Memory Data Register (MDR)
    Status Register
       Status CPU dan eksekusi program saat ini
       Flags (satu bit variabel boolean) untuk kondisi
       track seperti arithmetic carry dan overflow, power
       failure, internal computer error

Chapter 7 CPU and                          7-7
Memory




Operasi Register
    Menyimpan nilai dari lokasi lain (register
    dan memory)
    Penambahan dan pengurangan
    Pergantian dan perputaran data
    Uji konten untuk kondisi seperti nol atau
    positif



Chapter 7 CPU and                          7-8
Memory




                                                                   4
                                                     4/14/2012




Operasi Memory
    Setiap lokasi memory memiliki alamat yang unik
    Alamat dari instruksi disalin ke MAR yang
    nantinya akan menemukan lokasi pada memori
    CPU akan menentukan apakah akan disimpan
    (store) atau diambil kembali (retrieval)
    Transfer terjadi antara MDR dan memory
    MDR adalah cara kedua untuk melakukan
    register



Chapter 7 CPU and                     7-9
Memory




Contoh MAR-MDR




Chapter 7 CPU and                     7-10
Memory




                                                            5
                                                          4/14/2012




Analogi Visual Memory




Chapter 7 CPU and                           7-11
Memory




RAM: Random Access Memory
    DRAM (Dynamic RAM)
       Paling umum, murah
       Volatile: harus di refresh (diisi dengan power)
       1000 kali tiap detiknya
    SRAM (static RAM)
       Lebih cepat daripada DRAM and lebih mahal
       daripada DRAM
       Volatile
       Seringkali untuk jumlah kecil digunakan di cache
       memory untuk akses dengan kecepatan tinggi

Chapter 7 CPU and                           7-12
Memory




                                                                 6
                                                            4/14/2012




ROM - Read Only Memory
    Non-volatile memory untuk menyimpan
    software yang diperkirakan tidak berubah
    selama kehidupan sistem
    Magnetic core memory
    EEPROM
         Electrically Erasable Programmable ROM
         Lebih lambat dan kurang fleksibel daripada Flash
         ROM
    Flash ROM
         Lebih cepat daripada disk tapi lebih mahal
         Kegunaan
           BIOS: instruksi inisial boot dan diagnosa
           Kamera digital
Chapter 7 CPU and                                  7-13
Memory




Fetch-Execute Cycle
    Two-cycle process, karena baik
    instruksi maupun data berada di
    memory
    Fetch
         Decode atau menemukan instruksi,
         memuatnya dari memory ke register dan
         sinyal ALU
    Execute
        Melakukan operasi yang memerlukan
        instruksi
                                   data
        Memindahkan atau mengubah 7-14
Chapter 7 CPU and
Memory




                                                                   7
                                                       4/14/2012




LMC vs. CPU
Fetch dan Execute Cycle




Chapter 7 CPU and                       7-15
Memory




Load Fetch/Execute Cycle
 • PC -> MAR            Memindahkan alamat dari PC
                        ke MAR
 • MDR -> IR            Memindahkan instruksi ke IR

 • IR(address) -> MAR   Alamat instruksi dimuat pada
                        MAR
 • MDR -> A             Data sebenarnya di salin ke
                        dalam akumulator
 • PC + 1 -> PC         Program Counter ditambahkan


Chapter 7 CPU and                       7-16
Memory




                                                              8
                                                              4/14/2012




Store Fetch/Execute Cycle
 • PC -> MAR                   Memindahkan alamat dari PC
                               ke MAR
 • MDR -> IR                   Memindahkan instruksi ke IR

 • IR(address) -> MAR          Alamat instruksi dimuat pada
                               MAR
 •    A -> MDR*                Akumulator menyalin data ke
                               dalam MDR
 •    PC + 1 -> PC             Program Counter ditambahkan
 *Notice how Step #4 differs for LOAD and STORE


Chapter 7 CPU and                                 7-17
Memory




ADD Fetch/Execute Cycle
 • PC -> MAR                   Memindahkan alamat dari PC
                               ke MAR
 • MDR -> IR                   Memindahkan instruksi ke IR

 • IR(address) -> MAR          Alamat instruksi dimuat pada
                               MAR
 • A + MDR -> A                Konten MDR ditambahkan ke
                               konten akumulator
 • PC + 1 -> PC                Program Counter ditambahkan


Chapter 7 CPU and                                 7-18
Memory




                                                                     9
                                                                                 4/14/2012




LMC Fetch/Execute
 SUBTRACT                IN                  OUT                HALT
 PC     MAR              PC       MAR        PC     MAR         PC        MAR
 MDR        IR           MDR       IR        MDR       IR       MDR        IR
 IR[addr]        MAR     IOR      A          A     IOR
 A – MDR         A       PC + 1        PC    PC + 1        PC
 PC + 1      PC
                       BRANCH               BRANCH on Condition
                       PC      MAR          PC     MAR
                       MDR        IR        MDR       IR
                       IR[addr]        PC   If condition false: PC + 1     PC
                                            If condition true: IR[addr]     PC

Chapter 7 CPU and                                                7-19
Memory




Bus
   Koneksi fisik yang memungkinkan
   pemindahan data dari satu lokasi pada sistem
   komputer ke komputer lainnya
   Group konduktor elekrik untuk membawa
   sinyal dari satu lokasi ke lokasi lainnya
        Line,: setiap konduktor dalam bus
   4 macam sinyal
      1. Data (alfanumerik, numerik, instruksi)
      2. Address
      3. Control signal
      4. Power (kadang-kadang)


Chapter 7 CPU and
                                                                7-20
Memory




                                                                                       10
                                                              4/14/2012




Bus
    Menghubungkan CPU dan Memory
    I/O peripherals: pada bus yang sama sebagai
    CPU/memory atau bus yang terpisah
    Paket fisik biasanya disebut backplane
       Disebut juga system bus atau external bus
       Contohnya broadcast bus
       Bagian dari cetakan papan sirkuit yang disebut
       motherboard dimana CPU dan komponen terkait
       diletakkan


Chapter 7 CPU and                        7-21
Memory




Point-to-point vs. Multipoint
Plug-in
device                                            Broadcast
                                                  bus
                                                  Contoh:
                                                  Ethernet




                               Dibagi di antara
                             beberapa perangkat
Chapter 7 CPU and                          7-22
Memory




                                                                    11
                                                        4/14/2012




Motherboard
    Cetakan papan sirkuit dimana CPU dan komponen
    terkait diletakkan termasuk backplane




Chapter 7 CPU and                      7-23
Memory




Interkoneksi PC Khusus




 Bus interface bridges, menghubungkan bus dengan tipe
Chapter 7 CPU and       yang berbeda   7-24
Memory




                                                              12

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:13
posted:5/16/2012
language:Indonesian
pages:12