Central Processing Unit (CPU)

Bus

Bus adalah kumpulan jalur yang menghubungkan ketiga komponen di atas. Bus dapat dianalogikan sebagai jalan umum di muka rumah kita yang dapat kita lewati jika hendak menuju rumah tetangga, kantor, dsb. Bedanya, di jalan umum pada suatu waktu bisa terdapat banyak orang atau kendaraan yang melewatinya; sedangkan untuk bus, pada suatu saat hanya bisa ada satu keadaan (biner) untuk setiap jalurnya. Dengan kata lain, ada banyak komponen yang terhubung ke bus, tapi hanya sebuah komponen yang akan mengisi bus tersebut pada suatu saat. Bus dalam sistem komputer dibagi menjadi 3 kelompok:

Bus alamat (address bus), yang digunakan oleh mikroprosesor untuk mengirim informasi alamat memori atau port I/O yang akan dihubungi olehnya. Ukuran bus alamat menentukan berapa kapasitas memori yang ada, misalnya ukuran bus alamat 16 bit (16 jalur alamat) akan mampu mengalamati 2¹⁶ atau 65536 (64 kb) lokasi memori. Perhatikan arah panah ke dan dari bus alamat pada Gambar I-1.

Bus data (data bus), yang digunakan untuk lewatnya data dari dan ke masing-masing komponen di atas. Bus data mempunyai ukuran tertentu misalnya 8, 16, atau 32 jalur. Ukuran ini tidak harus sama dengan ukuran data pada setiap lokasi memori. Misalnya apabila berukuran memori adalah 8 bit, maka dengan bus data 32 bit akan dapat memindahkan 4 data (menulis/membaca 4 lokasi memori) sekaligus.

          Bus kendali (control bus), yang berisi jalur-jalur untuk keperluan pengiriman sinyal kendali antar komponen, misalnya sinyal yang menandakan isyarat untuk membaca, atau menulis, pemilihan memori atau port, interupsi, dll. Isyarat-isyarat ini yang kemudian menentukan aksi apa yang harus dilakukan oleh masing-masing komponen.

Arihtmetic Logic Unit (ALU)

• Melakukan komputasi untuk pengolahan data

• Melakukan tugas-tugas dasat aritmatik dan operasi logik

Control Unit

• Mengontrol perpindahan data dan instruksi ke CPU atau dari CPU

• Mengontrol operasi ALU

• Mendecode instruksi program dan menyediakan sinyal-sinyal kontrol yang bersesuaian

MEMORY CACHE

• Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memori utama

• Waktu akses memori cache lebih cepat 5 – 10 kali dibandingkan memori utama

PRINSIP KERJA MEMORI CACHE

• Cache berisi salinan sebagian isi memori utama

• Pada saat CPU membaca sebuah word memory, dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word berada berada di cache

• Jika word berada di cache, maka akan dikirimkan ke CPU yang dikenal sebagai proses HITT

• Jika tidak ada, maka blok memori utama yang terdir idari sejumlah word tetap akan diletakkan di cache yang dikenal sebagai proses MISS dan selanjutnya dikirim ke CPU

IMPLEMENTASI MEMORI UTAMA

1. Memori Stack

• Merupakan struktur data tidak tetap yang kembali dan digunakan untuk menyimpan parameter yang dilalui alamat dalam subroutine call dan return, memanipulasi alamat serta operasi aritmatika

2. Memori Modular

• Dalam sistem modular RAM dipisah menjadi modul-modul yang berbeda yaitu MAR dan MBR

• Penggunaan memori modular biasanya pada sistem pipeline dan prosesor array

3. Memori Virtual

• Prinsip dasar memori virtual adalah mengalamati ruang penyimpanan logikal yang secara fisik lebih besar dari daripada ruang penyimpanan riil

MEMORI PEMBANTU (AUXILIARY MEMORY)

• Bersifat non-volatile yaitu jika tidak ada listrik, maka isi memori tidak hilang

• Tidak mempengaruhi langsung fungsi CPU

• Yang termasuk memori pembantu adalah

                1. Pita Magnetik

                2. Disk Magnetik

                3. Floopy Disk

Sumber : Mata Kuliah Mikroprosesor Bpk. DR. Joko Purnomo