Skema Dasar Sistem Komputer

Hallo,

Dalam artikel ini kita akan membahas Skema dasar sistem komputer, yang dulu pernah saya pelajari saat duduk di bangku kuliah...

       Sistem operasi akan memanfaatkan sumber daya perangkat keras dari CPU dalam menyediakan layanan untuk para pengguna sistem. Sistem memori juga akan melakukan pengaturan memori sekunder dan perangkat masukan keluaran (I/O) atas nama penggunanya. Oleh karena itu, apabila akan melakukan pengujian sistem, pemahaman mengenai perangkat keras sistem komputer tertentu sangatlah diperlukan.

Dari tingkatan paling atas, suatu komputer terdiri dari komponen prosesor, memori, I/O, dengan sebuah modul atau lebih pada setiap komponennya. Komponen tersebut akan melakukan interkoneksi melalui cara tertentu untuk mendapatkan fungsi utama komputer, yang digunakan dalam pengeksekusian aplikasi (program).

Dengan demikian, terdapat empat elemen dalam sistem komputer, yaitu :

1. Pemroses (processor)
2. Memori Utama
3. Perangkat Input/Output
4. Interkoneksi Antar Komponen

 Skema blok sistem komputer 

Pemroses

Mengontrol operasi komputer dan melakukan fungsi pengolahan data. Apabila hanya mempunyai sebuah prosesor, prosesor tersebut disebut Central Processing Unit (CPU).

Pemroses melakukan penghitungan, melakukan operasi logika, serta mengelola aliran data dengan membaca insstruksi dari memori dan kemudian mengeksekusinya.

Langkah kerja pemroses:

• Mengambil instruksi biner dari memori
• Mendekode instruksi menjadi aksi sederhana
• Menjalankan aksi

Tiga tipe operasi komputer:

• Aritmatika (ADD, SUBSTRACT, MULTIPLY, DIVIDE)
• Logika (OR, AND, XOR, INVERTION)
• Pengendalian (LOOP, JUMP)

Tiga komponen pemroses:

• ALU (Aritmatic Logic Unit) Melakukan operasi aritmatika dan logika.
• CU (Control Unit)    Sebagai pengendali operasi sistem komputer.
• Register-register

   Suatu prosesor terdiri dari sejumlah register yang merupakan memori berkecepatan tinggi dan berukuran lebih kecil dibandingkan dengan memori utama. Register di dalam prosesor mempunyai dua fungsi, sebagai berikut: 

User-visible register : Memungkinan pemrogram bahasa aras rendah (assembler) dapat meminimalisasi referensi memori utama dengan mengoptimalisasi penggunaan register. Pada bahasa tingkat tinggi, compiler yang melakukan optimasi akan berusaha membuat pilihan yang cerdas mengenai variabel yang akan meng-assign register dan yang akan meng-assign ke lokasi memori. Pemrograman dalam bahasa C memungkinkan untuk memerintahkan compiler melakukan penyimpanan variabel di dalam register. User-visible register dapat direferensikan dengan menggunakan bahasa mesin yang dieksekusi oleh prosesor selain yang secara umum dapat dipergunakan di seluruh aplikasi. Jenis register yang umumnya tersedia adalah register data, register alamat, dan kode kondisi.

1. Register data dapat di-assign ke beraneka ragam fungsi oleh pemrogram. Pada keadaan tertentu, register bersifat serbaguna dan dapat pula digunakan dengan sembarang instruksi mesin yang sedang melakukan operasi data. Namun, terdapat keterbatasan yang harus dicermati, misalnya dalam kasus pemrograman harus memperhitungkan ketersediaan register untuk operasi floating-point.
2. Register alamat merupakan alamat data dan instruksi yang terdapat di dalam memori utama, atau register yang berisi bagian alamat yang digunakan dalam perhitungan alamat lengkap. Register serbaguna ini dapat pula ditujukan untuk mode pengalamatan tertentu. Contoh : indeks register, segment pointer, stack pointer.

Control dan status register : Register yang digunakan untuk melakukan pengontrolan operasi dari prosesor beraneka ragam. Pada sebagian besar karakteristik mesin, sebagian besar register bersifat tidak visibel terhadap pengguna. Beberapa register dapat diakses oleh instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode sistem operasi. Akan tetapi, bagaimana yang terjadi apabila menggunakan mesin yang berbeda, maka organisasi register serta terminologinya pun akan berbeda pula. Disamping register MAR, MBR, I/O AR, dan I/O BR, terdapat register  penting dalam eksekusi instruksi:

1. Program Counter (PC), berisi alamat instruksi yang akan digunakan.
2. Instruction register (IR), berisi instruksi yang terakhir digunakan.

Semua rancangan prosesor mencakup sebuah register atau sejumlah register yang dikenal sebagai program status word (PSW), berisikan informasi keadaan, sebagai contoh interrupt enable/disable bit dan supervisor/user mode bit.

Dalam bentuk yang sederhana, pengolahan instruksi terdiri dari dua langkah :

• Pemroses membaca instruksi dari memori (fetch), secara satu persatu dari memori
• Pemroses melakukan eksekusi instruksi (execute), dapat terdiri dari beberapa operasi serta tergantung pada sifat instruksinya.

Dengan menggunakan deskripsi dua langkah yang telah disederhanakan sebelumnya, siklus instruksi dapat digambarkan seperti yang terlihat pada gambar dibawah. Kedua langkah tersebut dikenal sebagai instruksi pengambilan (fetch cycle) dan siklus eksekusi (execution cycle). Eksekusi aplikasi hanya akan terhenti apabila mesin dimatikan, dan dapat menyebabkan terjadinya sejumlah kesalahan yang tidak dapat dipulihkan atau terjadi instruksi aplikasi yang menghentikan komputer.

Sirklus Intruksi Dasar

Bersambung.....

Ok,

Sekian dulu ya teman-teman 😀, nanti di lanjut lagi, mendadak saya ada urusan. Semoga artikel ini mudah di pahami serta bermanfaat ya....