EKSEKUSI PROGRAM

SIKLUS EKSEKUSI PROGRAM
Rancangan arsitektur Von Neuman didasarkan pada 3 konsep :
1. Data dan instruksi-instruksi disimpan di memori baca-tulis tunggal
2. Memori dapat dialamati dengan lokasi, tidak tergantung pada jenis data yang berada didalamnya.
3. Eksekusi terjadi dengan cara sekuensial dari instruksi yang satu ke instruksi berikutnya.


Fungsi dasar komputer adalah eksekusi program.
CPU melakukan tugas ini dengan cara eksekusi suatu program.

Proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari 2 langkah :
1. Instruksi baca (fetch) CPU dari memori
2. CPU mengeksekusi setiap instruksi


Eksekusi program terdiri dari :
1. Proses pengulangan fetch
2. Eksekusi instruksi

CISC dan RISC

CISC

Complex instruction-set computing atau Complex Instruction-Set Computer (CISC; "Kumpulan instruksi komputasi kompleks") adalah sebuah arsitektur dari set instruksi komputer dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memori, operasi aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan RISC.

Contoh-contoh prosesor CISC adalah System/360, VAX, PDP-11, varian Motorola 68000 , dan CPU AMD dan Intel x86.

Arsitektur ARM

Arsitektur ARM merupakan arsitektur prosesor 32-bit RISC yang dikembangkan oleh ARM Limited. Dikenal sebagai Advanced RISC Machine dimana sebelumnya dikenal sebagai Acorn RISC Machine. Pada awalnya merupakan prosesor desktop yang sekarang didominasi oleh keluarga x86. Namun desain yang sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah. Hal ini membuat prosesor ARM mendominasi pasar mobile electronic dan embedded system dimana membutuhkan daya dan harga yang rendah.
Pada tahun 2007, sekitar 98% dari satu miliar mobile phone yang terjual menggunakan setidaknya satu buah prosesor ARM. Dan pada tahun 2009, prosesor ARM mendominasi sekitar 90% dari keseluruhan pasar prosesor 32-bit RISC. Prosesor ARM digunakan di berbagai bidang seperti elektronik umum, termasuk PDA, mobile phone, media player, music player, game console genggam, kalkulator dan periperal komputer seperti hard disk drive dan router.
Lisensi arsitektur ARM dimiliki oleh Alcatel, Atmel, Broadcom, Cirrus Logic, Digital Equipment Corporation, Freescale, Intel melalui DEC, LG, Marvell Technology Group, NEC, NVIDIA, NXP Semiconductors, OKI, Quallcomm, Samsung, Sharp, ST Microelectronics, Symbios Logic, Texas Instruments, VLSI Technology, Yamah dan ZiiLABS.

Sumber 

Arti ‘x86′, ‘x32′ dan ‘x64′ Dalam Istilah Komputer

Untuk mengerti istilah ‘x86′, saya akan bercerita sedikit tentang masa lalu dari personal computer (PC).
Saat awal-awal PC mulai dikenal kalau tidak salah sekitar akhir 1980-an atau awal 1990-an, produk yang terkenal adalah Apple Macintosh dan IBM 8086. Perbedaan kebijakan dari keduanya yang membuat perkembangan keduanya juga berbeda. Kebijakan Apple terhadap teknologi Macintosh mereka adalah bersifat tertutup dan hanya dikembangkan oleh Apple sendiri. Sedangkan kebijakan IBM terhadap teknologi 8086 mereka adalah bersifat terbuka sehingga arsitektur 8086 boleh dikembangkan/ditiru oleh pihak lain.
Dengan begitu maka perkembangan teknologi Macintosh sangat tergantung pada pihak Apple sendiri sedangkan teknologi 8086 dikembangkan oleh banyak perusahaan yang saling berlomba menghasilkan yang terbaik. Teknologi 8086 berkembang terus menjadi 80286 (lebih dikenal dengan singkatannya yaitu “286″), 286 XT (Extended Technology), 286 AT (Advanced Technology), 386 dan 486.
Kelemahan dari ‘hanya menggunakan kode angka’ untuk nama produk (misal 486) adalah ‘angka’ tidak dapat dipatenkan, sehingga semua perusahaan menggunakan istilah yang sama untuk produk mereka (286/386/486). Teknologi ini pun juga lebih dikenal dengan istilah ‘IBM PC 286/386/486 Compatible’. Karena itulah maka sebagian besar user tidak dapat membedakan dari perusahaan mana (Intel, AMD, IBM atau yang lain) sistem yang mereka pakai.
Merasa teknologinya paling baik, Intel ingin mempatenkan produknya. Menginjak sistem 80586 (586), Intel tidak lagi menggunakan ‘kode angka’ untuk produknya, tetapi dengan memberinya nama yaitu PENTIUM yang kabarnya berasal dari kata PENTA yang berarti ’5′. Karena produknya sudah memiliki nama (Pentium), Intel kemudian mempatenkan dan menjadikannya merek dagang. Langkah tersebut juga diikuti oleh perusahaan lainnya misalkan AMD memberi nama Athlon dan IBM memberi nama Cyrix. Sejak saat itu semua perusahaan sudah memberi nama yang berbeda untuk produknya.
Jadi.. istilah x86 secara umum digunakan untuk mengacu pada semua sistem (prosesor) yang merupakan keturunan dari IBM 8086 (keluarga x86) apakah itu 286, 386, 486, Pentium, Athlon, dll baik 32 bit maupun 64 bit. Prosesor yang tidak termasuk x86 antara lain adalah PowerPC, ARM dan Sparc.
Untuk istilah ‘x32′ dan ‘x64′ langsung saja saya jelaskan. Saat kita download atau install Sistem Operasi, Aplikasi atau Driver terkadang juga ada istilah x32 dan x64. Berikut adalah arti dari pilihan-pilihan tersebut:

Arsitektur Von-Neumann dan Harvard

Arsitektur von-Neumann

Mikrokontroler yang menggunakan arsitektur ini hanya memiliki satu blok memori dan satu bus data 8-bit. Karena pertukaran data semuanya menggunakan 8 jalur ini, bus akan overload dan komunikasi menjadi sangat lambat dan tidak efisien. Sebaliknya CPU dapat membaca instruksi atau baca/tulis data dari/ke memori. Keduanya tidak dapat terjadi secara bersamaan karena data dan instruksi menggunakan sistem bus yang sama. Misalnya, jika sebuah baris program memerintahkan register memori RAM dengan nama “SS” harus dinaikkan satu (misalnya menggunakan instruksi: inc SS), maka mikrokontroler akan melakukan:

1. Baca bagian dari instruksi program yang menyatakan APA yang harus dilakukan (dalam kasus ini adalah instruksi “inc” untuk perintah kenaikkan);
2. Baca lebih lanjut dari instruksi ini yang menyatakan data YANG MANA yang akan dinaikkan (alam kasus ini adalah register “SS”);
3. Setelah dinaikkan, isi dari register ini harus dituliskan kembali ke register yang sebelumnya telah dibaca (alamat register “SS”).

Bus data yang sama digunakan untuk keseluruhan operasi ini…
Kelebihan & Kekurangan Model Von Neumann
- Kelebihan Von Neumann adalah pada fleksibilitas pengalamatan program dan data. Biasanya program selalu ada di (ROM=Read Only Memory ) dan data selalu ada di (RAM=Random Access Memory). Arsitektur Von Neumann memungkinkan prosesor untuk menjalankan program yang ada didalam memori data (RAM). Misalnya pada saat power on, dibuat program inisialisasi yang mengisi byte di dalam RAM. Data di dalam RAM ini pada gilirannya nanti akan dijalankan sebagai program. Sebaliknya data juga dapat disimpan di dalam memori program (ROM).
- Kekurangan Arsitektur Von Neumann adalah bus tunggalnya itu sendiri. Sehingga instruksi untuk mengakses program dan data harus dijalankan secara sekuensial dan tidak bisa dilakukan overlaping untuk menjalankan dua isntruksi yang berurutan. Selain itu bandwidth program harus sama dengan banwitdh data. Jika memori data adalah 8 bits maka program juga harus 8 bits. Satu instruksi biasanya terdiri dari opcode (instruksinya sendiri) dan diikuti dengan operand (alamat atau data). Karena memori program terbatas hanya 8 bits, maka instruksi yang panjang harus dilakukan dengan 2 atau 3 bytes. Misalnya byte pertama adalah opcode dan byte berikutnya adalah operand. Secara umum prosesor Von Neumann membutuhkan jumlah clock CPI (Clock per Instruction) yang relatif lebih banyak dan walhasil eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebih lama.

Struktur Dasar Control Unit

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:

• Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

• Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

• Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.

• Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.

• Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Proses tiga langkah karakteristik unit control:

• Menentukan elemen dasar prosesor

• Menjelaskan operasi mikro yang akan dilakukan prosesor

• Menentukan fungsi-fungsi yang harus dilakukan unit control agar menyebabkan pembentukan operasi mikro

Interkoneksi Antar Komponen Komputer

Sistem Bus

Penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalm menjalankan tugasnya
Komponen computer terdiri dari :

• CPU
• Memori
• Perangkat I/O

Transfer data antar komponen computer

• Data atau program yang tersimpan dalam memosri dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus

• Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus

• Kecepatan komponen penyusun computer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik

Mikroprosesor

• Melakukan pekerjaan secara parallel
• Program dijalankan secara multitasking
• System bus tidak hanya lebar tapi juga cepat

Interkoneksi komponen system computer dalam menjalankan fungsinya

• Interkoneksi bus
• Pertimbangan-pertimbangan perancangan bus

Struktur Interkoneksi

Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul (CPU, Memori,I/O) .Struktur interkoneksi juga bergantung pada

• Jenis data
• Karakteristik pertukaran data

Jenis data

Memori :
Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing–masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.

Modul I/O :
Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

CPU :
CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine– routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh system komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

Komponen Penyusun Komputer

Apa itu Komputer ?

Komputer adalah seperangkat peralatan elektrotik yang bekerja secara terpadu untuk menerima masukan (Input) , Mengeolah data (Process) dan Menghasilkan tampilan (output).

Komponen - Komponen Penyusun Komputer :

1. Hardware = Unsur perangkat komputer dalam bentuk fisik.
2. Software = Sekelompok Progam yang membuat komputer dapat beroperasi.
3. Brainware = Orang yang menggunakan Komputer.

Perangkat Keras Komputer (Hardware)

Secara garis besar Hardware dikelompokkan menjadi 3 bagian utama , yaitu :

1.Unit Masukan
Ialah peralatan yang berfungsi sebagai alat memasukkan data ke dalam komputer.

A. Keyboard 

Berfungsi sebagai Papan Ketik untuk memasukkan data dengan mengetik.





B. Mouse

Berfungsi sebagai Pengendali penunjuk pointer.





C. Joystick

Berfungsi sebagai Pengendali progam permainan.







D. Scanner

Berfungsi sebagai alat pengambil foto.








2.Unit Pengolah

A. Motherboard

Berfungsi sebagai Papan sirkuit yang mengorganisir semua bagian pada CPU.







B. Memory

Berfungsi untuk Menyimpan data yang bersifat sementara.





C. Processor

Alat utama sebagai pemroses. Disebut juga sebagai otak dari komputer.









D. VGA (Video Graphics Adapter) Card

Sirkuit untuk menampilkan gambar dimonitor.








E. Hardisk

Sebagai penyimpanan data bersifat permanen.











F. Sound Card

Sebagai sirkuit untuk mengolah data.








G. Power Supply

Berfungsi sebagai memberikan sumber tenaga listrik ke komputer. (Mengubah arus AC menjadi DC).







H. CD Room Drive

Berfungsi untuk membaca compac disk.

Arsitektur Sistem Komputer Global

Arsitektur Komputer

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memory cache, RAM, ROM, cakram keras dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur Von Naumann CISC, RISC, blue gene dll.

Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:

• Set Instruksi (ISA)
• Arsitektur mikro dari ISA, dan
• Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

Arsitektur komputer merupakan suatu hal yang sangat penting karena dapat memberikan berbagai atribut pada sistem komputer, hal ini tentunya sangat dibutuhkan bagi perancang atau user software sistem dalam mengembangkan suatu program.
Klasifikasi Arsitektur Komputer :

Arsitektur Von Neumann

Arsitektur von Neumann (atau Mesin Von Neumann) adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903-1957). Arsitektur ini digunakan oleh hampir semua komputer saat ini. Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.

Pada perkembangan komputer modern, setiap prosesor terdiri dari atas :

• Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Arithmatic and Logic Unit atau Unit Aritmetika dan Logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU menjalankan operasi penambahan, pengurangan, dan operasi-operasi sederhana lainnya pada input-inputnya dan memberikan hasilnya pada register output.

• Register

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggugiliran untukdiproses masihdisimpan yang menunggugiliran untukdiproses masihdisimpan di dalam memori utama. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah maksimum tertentu tergantung pada ukurannya.

• Control Unit

Control Unit atau Unit Kontrol berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali akan mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program. Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa data dari alat input ke memori utama dan mengambil data dari memori utama untuk diolah. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.

• Bus

Bus adalah sekelompok lintasan sinyal yang digunakan untuk menggerakkan bit-bit informasi dari satu tempat ke tempat lain, dikelompokkan menurut fungsinya Standar bus dari suatu sistem komputer adalah bus alamat (address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus). Komputer menggunakan suatu bus atau saluran bus sebagaimana kendaraan bus yang mengangkut penumpang dari satu tempat ke tempat lain, maka bus komputer mengangkut data. Bus komputer menghubungkan CPU pada RAM dan periferal. Semua komputer menggunakan saluran busnya untuk maksud yang sama.