Central Prosessing Unit ( CPU )

A. Pengertian CPU

CPU (Central Processing Unit) adalah otak atau sumber dari komputer yang mengatur dan memproses seluruh kerja komputer. CPU ini berbentuk IC yang diberi nama sesuai dengan tipenya, misalnya 8088 untuk PC XT dan 80286 untuk PC AT,Pentium IV dan sebagainya. Karena CPU ini berada pada suatu board (papan) yang disebut motherboard dan terletk dalam kotak (casing), sekarang ini orang jadi cenderung menyebut kotak berisi catu daya, disk drive dan motherboard sebagai CPU/ kotak CPU. Di dalam kotak CPU biasanya terdapat 2 buah disket drive yang diberi nama disket drive A dan disket drive B. selain disket drive ada juga yang mempunyai hard disk dan CD ROM.

B. Fungsi CPU

Fungsi utama CPU adalah menjalankan program-program yang disimpan di memori utama. Hal ini dilakukan dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan mengeksekusinya satu persatu sesuai dengan alur perintah. Pekerjaan ini dilakukan dalam dua tahapan yaitu membaca instruksi (fetch) dan melaksanakan instruksi tersebut (execute). Proses membaca dan melaksankan ini dilakukan berulang-ulang sampai semua instruksi yang terdapat di memori utama dijalankan atau komputer dimatikan. Proses ini dikenal juga sebagai siklus fetch-eksekusi.

Set Instruksi Dari Komputer dan Teknik Pengalamatan

KARAKTERISTIK DAN FUNGSI SET INSTRUKSI

1. Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions). 
2. Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set).

FORMAT INSTRUKSI

Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi (Instruction Format).

JENIS-JENIS OPERAND

1. Addresses (akan dibahas pada addressing modes) 
2. Numbers :  - Integer or fixed point

                                          -  Floating point

                                          -  Decimal (BCD) 

     3.Characters : - ASCII

                            - EBCDIC 

     4. Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1

JENIS INSTRUKSI

1. Data processing: Arithmetic dan  Logic Instructions
2. Data storage: Memory instructions
3. Data Movement: I/O instructions
4. Control: Test and branch instructions

Operasi set instruksi untuk transfer data :

1. MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
2. STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
3. LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
4. EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
5. CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
6. SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
7. PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
8. POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber

ARITHMETIC

• Tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic :

     1. Transfer data sebelum atau sesudah.

     2. Melakukan fungsi dalam ALU.

     3. Menset kode-kode kondisi dan flag.

• Operasi set instruksi untuk arithmetic :

    1. ADD : penjumlahan                                5. ABSOLUTE

    2. SUBTRACT : pengurangan                    6. NEGATIVE

    3. MULTIPLY : perkalian                           7. DECREMENT

    4. DIVIDE : pembagian                              8. INCREMENT

    Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal.

LOGICAL

• Tindakan CPU sama dengan arithmetic
• Operasi set instruksi untuk operasi logical :

     1. AND, OR, NOT, EXOR

     2. COMPARE : melakukan perbandingan logika.

     3. TEST : menguji kondisi tertentu.

     4. SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan

                    konstanta pada ujung bit.

     5. ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan

                       ujung yang terjalin.

CONVERSI

• Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical.
•  Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.
• Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner.
• Operasi set instruksi untuk conversi :

     1. TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian

                            memori berdasrkan tabel korespodensi.

     2. CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk

                          ke bentuk lainnya.

INPUT / OUPUT

• Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :

      1. Apabila  memory mapped I/O maka menentukan alamat

        memory mapped.

      2. Mengawali perintah ke modul I/O

• Operasi set instruksi Input / Ouput :

     1. INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke

                     tujuan

     2. OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke

                        perangkat I/O

     3. START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk

                           mengawali operasi I/O

     4. TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan 

TRANSFER CONTROL

•  Tindakan CPU untuk transfer control :

     Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return.

• Operasi set instruksi untuk transfer control :

    1. JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC     

                                dengan alamat tertentu.

    2. JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu danmemuat

                                    PC dengan alamat tertentu atau tidak

                                    melakukan apa tergantung dari              

                                    persyaratan.

     3. JUMP SUBRUTIN : melompat ke  alamat tertentu.

     4. RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal

                        dari lokasi tertentu.

     5. EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan

                         mengeksekusi sebagai instruksi

     6. SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya. 
        7. SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan 
     8. HALT : menghentikan eksekusi program.
     9. WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi.
   10. NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.

TEKNIK PENGALAMATAN ( ADDRESSING MODES )

Jenis-jenis addressing modes (Teknik Pengalama-tan) yang paling umum:

1.  Immediate
2. Direct
3. Indirect
4. Register 
5. Register Indirect
6. Displacement
7. Stack

TABEL  BASIC ADDRESSING MODES

Mode	Algorithm	Principal Advantage	Principal Disadvantage
Immediate	Operand = A	No memory reference	Limited operand magnitude
Direct	EA = A	Simple	Limited address space
Indirect	EA = (A)	Large address space	Multiple memory references
Register	EA = R	No memory Reference	Limited address space
Register Indirect	EA = (R)	Large address space	Extra memory reference
Displace-ment	EA=A+(R)	flexibility	Complexity
Stack	EA=top of Stack	No memory Reference	Limited applicability

Gambar Addressing Mode

SUMBER :

margono.staff.uns.ac.id/files/2009/06/set-instruksi.ppt