a.Maksud gambar di atas :
Ø
Komputer generasi ini
masih dalam tahap pengembangan dan pemakainya belum banyak.Pengembangan compute rgenarasi ini dipelopori oleh Negara
Jepang
Ø
Komponen elektronikanya
menggunakan bentuk paling baru dari chip VLSI
Ø
Program dibuat dalam
bahasa PROLOG(ProgrammingLogic) danLISP(ListProcessor)
Ø
Komputer generasi kelima
difokuskan kepada AI(ArtificialInteligence/KecerdasanBuatan),yaitu sesuatu yang
berhubungan dengan penggunaan computer untuk melaksanakan tugas-tugas yang merupakan
analog tingkah laku manusia.
Sifat-sifatnya:
Ø
Dapa tmembantu menyusun
program untuk dirinya sendiri
Ø
Dapat menerjemahkan
dari suatu bahasa kebahasa lain
Ø
Dapa tmembuat pertimbangan-pertimbangan
logis
Ø
Dapat mendengar kalimat
perintah yang diucapkan serta melaksanakannya
Ø
Dapat memilih setumpuk
fakta serta menggunakan fakta yang diperlukan
Ø
Dapat mengolah gambar-gambar
dan grafik dengan cara yang sama dengan mengolah kata,misalnya dapa tmelihat serta
mengerti sebuah foto
b.Penjelasan struktur fungsi masing-masing
·
Central Processing Unit; CPU), merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah
dan data dari perangkat lunak.
Istilah lain, pemroses/prosesor (processor), sering digunakan untuk
menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah
paket sirkuit terpadu-tunggal.
Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum
digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.
·
Sistem Operasi (main
memory)
Setiap kali kita
akan mengeksekusi program, semua program tersebut akan dibawa ke memory
terlebih dahulu. Main memori dan register adalah storage CPU yang dapat dikases
secara langsung. ada delay antara memory utama dan register CPU.
Akses ke memory
harus dijaga/diproteksi, karena akan terjadi masalah, antara lain mereka bisa
saja menulisi sembarang pada memory tersebut.
Salah satu cara
memproteksi memory adalah dengan mengikat memori terhadap program tertentu,
cara mengikat memory ada tiga (1) compile time; (2) load time; (3)
execution time;
Logical dan Physical Address Space
Physical address
space alamat sebenarnya, bagaimana memori mellihat dirinya sendiri. Namun kita
tidak bisa melihatnya secara langsung, dia perlu dibangkitkan CPU, inilah yang
disebut dengan logical physical space/virtual address.
MMU adalah suatu
hardware yang bertugas memetakan virtual address ke physical address. Dengan
cara: nilai relocation register ditambahkan dengan setiap alamat yang
dibangkitkan oleh pengguna memory pada waktu program tersebut di kirim ke
memory.
·
ALU, singkatan dari Arithmetic
And Logic Unit : unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian
dalam dari sebuah mikroprosesor
yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi
penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND
dan OR. tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua
perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi
program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan,
pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit
elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini
disebut adder. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar
pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan,
perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik
di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder.
Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai
dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi
perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:
a. sama
dengan (=)
b. tidak sama
dengan (<>)
c. kurang
dari (<)
d. kurang
atau sama dengan dari (<=)
e. lebih
besar dari (>)
f. lebih
besar atau sama dengan dari (>=) (sumber: Buku Pengenalan Komputer,
Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain.
·
Program Control Unit(CU)
Unit kontrol (bahasa
Inggris: Control Unit - CU) adalah salah satu bagian dari CPU
yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yang
dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut.Output dari
CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU
tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc
logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan
sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat
penyimpanan kontrol (control store).
Beberapa word dari
microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang
datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol
bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah
register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip.
Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya
masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).
·
Tugas dari CU
adalah sebagai berikut:
1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat
input dan output.
2. Mengambil instruksi-instruksi dari
memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama kalau
diperlukan oleh proses.
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada
perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.
5. Menyimpan hasil proses ke memori
utama.
·
Proses
tiga langkah karakteristik unit control:
1. Menentukan elemen dasar prosesor
2. Menjelaskan operasi mikro yang akan
dilakukan prosesor
3. Menentukan fungsi-fungsi yang harus
dilakukan unit control agar menyebabkan pembentukan operasi mikro
·
Masukan-masukan
unit control:
1. Clock / pewaktu
pewaktu adalah
cara unit control dalam menjaga waktunya. Unit control menyebabkan sebuah
operasi mikro (atau sejumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap
pulsa waktu. Pulsa ini dikenal sebagai waktu siklus prosesor.
2. Register instruksi
opcode instruksi
saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan
selama siklus eksekusi.
3. Flag
flag ini
diperlukan oleh unit control untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi
ALU sebelumnya.
4. Sinyal control untuk mengontrol bus
Bagian bus
control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyal-sinyal
interupsi dan acknowledgement.
Keluaran-keluaran
unit control:
1. Sinyal control didalam prosesor:
terdiri dari dua macam: sinyal-sinyal yang menyebabkan data dipindahkan dari
register yang satu keregister yang lainnya, dan sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi
fungsi-fungsi ALU tertentu
2. Sinyal control bagi bus control;
sinyal ini juga terdiri dari dua macam: sinyal control bagi memori dan sinyal
control bagi modu-modul I/O
·
Macam-macam CU
1. Single-Cycle CU
Proses di
Single-Cycle CU ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya
setiap instruksi ada pada satucycle, maka dari itu tidak memerlukan state.
Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control linehanya
merupakan fungsi dariopcode saja. Clock cycle harus
mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada
unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk
mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan
pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR).
Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw”
(membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching).
Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya
jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan
aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal
kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat
bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
2. Multi-Cycle CU
Berbeda dengan
unit kontrol yangsingle-cycle, unit kontrol yangmulti-cycle lebih
memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan statedan opcode,
fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat
ditentukan.Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input
logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak
sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan
dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bitopcode memberitahukan
operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU.
·
Implementasi Unit
Kontrol
·
Implementasi
hardwired
Unit kontrol
merupakan rangkaian kombinatorial. Sinyal-sinyal logika inputnya akan
didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output, yang merupakan sinyal-sinyal
kontrol ke sistem komputer. Sinyal-sinyal input tersebut, seperti clock, flag,
register instruction, dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol
untuk mengetahui status komputer. Sinyal keluaran yang dihasilkan akan
mengendalikan sistem kerja komputer.
N buah input
biner akan menghasilkan 2N output biner. Setiap instruksi memiliki opcode yang
yang berbeda-beda. Opcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal
kontrol yang berbeda pula. Pewaktu unit control mengeluarkan rangkaian pulsa
yang periodik. Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi
mikro yang dijalankan CPU, intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja
masing-masing bagian.
Masalah dalam
Merancang Implementasi Hardwired:
1. Memiliki kompleksitas dalam pengurutan
dan operasi mikronya
2. Sulit didesain dan dilakukan
pengetesan
3. Tidak fleksibel
4. Sulit untuk menambahkan instruksi baru
Jadi secara garis
besar:
1. Intinya unit control merupakan
rangkaian kombinatorial
2. Sinyal-sinyal logika inputnya akan
dikodekan menjadi sekumpulan sinyal-sinyal logika output yang merupakan
sinyal-sinyal kontrol ke system computer
3. Input unit control meliputi
sinyal-sinyal register instruksi,pewaktu, flag dan sinyal bus control
4. Sinyal-sinyal tersebut sebagai
masukkan bagi unit control dalam mengetahui status computer
5. Selanjutnya dikodekan manghasilkan
sinyal keluaran untuk mengendalikan system kerja computer
6. n buah input biner akan menghasilkan
2n output biner.
7. setiap instruksi memiliki opcode yang
berbeda – beda.opcode yang berbeda dalam setiap instruksi akan
menghasilkansinyal control yang berbeda pula
8. pewaktu unit control mengeluarkan
rangkaian pulsa yang periodic
·
Implementasi
microprogrammed
Implementasi yang
paling reliabel saat ini adalah implementasi microprogrammed. Unit kontrol
memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya. Fungsi–fungsi
pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit
kontrol. Selain itu, fungsi–fungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari
input unit kontrol lagi. Teknik ini dapat menjawab kesulitan–kesulitan yang
ditemui dalam implementasi hardwired.
Jadi secara garis
besar:
1. Unit control memerlukan sebuah memori
untuk menyimpan program controlnya
2. Fungsi-fungsi pengontrolan dilakukan
berdasarkan program control yang tersimpan pada unit control.Fungsi-fungsi
pengontrolan tidak berdasarkan decode dari input unit control lagi
3. Teknik ini dapat menjawab
kesulitan-kesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired
·
CARA
KERJA CONTROL UNIT
Ketika sebuahkomputer pertama
kali diaktifkan power-nya, maka computer tersebut menjalankan operasibootstrap.
Operasi ini akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memory yang telah
diketahui sebelumnya dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk
dieksekusi. Instruksi-intruksi dibaca dari memory dan dieksekusi sesuai dengan
urutan penyimpanannya. Program counter dari suatu computer menyediakan suatu
cara untuk menyimpan lokasi instruksi berikutnya. Urutan eksekusi berubah
dengan memindah lokasi intruksi baru ke program counter sebelum pembacaan
(fetch) instruksi dikerjakan. Sebuah intruksi merupakan kalimat imperatif
pendek yang sudah dapat menjelaskan makna dari perintah tersebut. Suatu
intruksi terdiri dari :
1. subjek (komputernya)
2. verb (suatu kode operasi yang
mengindikasikan pekerjaan apa yang akan dilaksanakan)
3. objek (operands) yang
mengidentifikasikan nilai data atau lokasi memory.
Ketika
intruksi-intruksi diterima oleh Control Unit, operation code akan
mengaktifkan urutan logic untuk mengeksekusi intruksi-intruksi
tersebut.
Satu eksekusi
program terdiri dari beberapa instruction cycle yang menjadi
komponen penyusun dari program tersebut. Sedangkan untuk setiap instruction
cycle terdiri dari beberapa sub cycle lagi seperti ftech
cycle, indirect cycle, execute cucle, dan interrupt cycle. Setiap sub
cycle ini disusun dari beberapa perintah dasar yang disebut micro
operation.
EQUIPMENT
Alat-alat
input/output tidak dilekatkan langsung dengan bus tetapi melalui suatu I/O port
atau I/O interface. Alat-alat input/output dapat berkomunikasi dengan CPU
dengan cara mengirimkan informasi yang akan dikomunikasikan lewat bus.
Informasi
yang dikirim dari alat input/output (peripheral device) ke main memory
atau ke register di CPU diletakan di I/O port dan dikirimkan lewat data bus.
Demikian
juga bila informasi dari main memory akan dikirimkan ke peripheral device juga
melalui data bus dan diterima di I/O port. Cara ini disebut juga dengan program-controlled
I/O.
Cara ini
banyak diterapkan pada alat I/O yang hanya dapat menangani satu karakter atau 1
byte atau 1 word saja tiap saat misalnya keyboard.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar