Berisi tentang pemrosesan instruksi pada CPU

1. Pemrosesan instruksi
Pertemuan ke 4
Tenia Wahyuningrum

2. Pemrosesan instruksi
• Kumpulan instruksi disebut program
• Program yang akan diproses dan data
yang akan diolah harus diletakkan
dulu di main memory
• Waktu yang dibutuhkan untuk
menyelesaikan instruksi disebut cycle
time

3. • Mencakup 2 tahap
– Instruction fetch
– Instruction execute
Pemrosesan instruksi

4. Instruction fetch
• Tahap pertama dari pemrosesan suatu
instruksi oleh cpu
• Proses cpu mengambil atau
membawa atau menjemput instruksi
dari memory ke cpu
• Disebut juga fetch phase, fetch cycle,
atau instruction cycle

5. Langkah-langkah
instruction fetch
• Alamat instruksi pada PC(Program
Counter) register diletakkan di MAR
(Memory Address Register).
• MAR dihubungkan dengan MM
melalui address bus, sehingga alamat
dari instruksi tersebut dikirimkan ke MM
lewat address bus

6. • Sementara itu CU(Control Unit)
mengirimkan sinyal permintaan baca
instruksi lewat control bus untuk instruksi
di alamat yang dikirimkan lewat
address bus

7. • Setelah mengirimkan sinyal
permintaan, CPU menunggu sampai
menerima sinyal jawaban dari MM
yang dikirimkan balik lewat CU bahwa
pengiriman instruksi telah dilakukan
dan telah berada di MDR (Memory
Data Register) lewat data bus

8. • Instruksi yang telah berada di MDR
dipindahkan oleh CPU ke IR
(instruction register)
• Alamat instruksi yang sebelumnya di
PC ditambah satu yang merupakan
alamat dari instruksi berikutnya di MM

9. Fetch cycle
• MAR PC
• Sinyal baca
• Tunggu sinyal balasan dari MM
• IRMDR
• PCPC+1

10. Instruction execute
• Proses dari cpu untuk mengerjakan
instruksi yang sudah dijemput dair MM
dan sudah berada di IR
• CU mengartikan instruksi, menentukan
dan mengerjakan operasi apa yang
harus dilakukan
• Hasil pengolahannya kembali ke MM

11. • Bila operasi yang dilakukan
membutuhkan data, maka data
tersebut harus dijemput dari MM
• Data yang sudah ada di MDR dikirim
oleh CU ke OR
• Data yang sudah ada di OR siap
diolah oleh ALU

12. • Bila hasil pengolahan data akan direkamkan
kembali ke MM maka langkahnya sbb :
– Alamat dari MM tempat data akan direkamkan,
ditunjukkan oleh operand alamat diletakkan di
MAR dan dikirimkan ke MM lewat address bus
– Data hasil pengolahan yang ada di accu
dipindahkan ke MDR
– CU mengirimkan sinyal permintaan tulis ke MM
lewat control buss
– CU menunggu sinyal balik jawaban dari MM
bahwa perekaman data sudah dilakukan

13. Cycle time
• Waktu yang dibutuhkan oleh
instruction fetch dan instruction
execute
Cycle time
Instruction time
Mengambil instruksi dari MM
Execution time
Mengartikan instruksi
Mengerjakan instruksi
Hasilnya ke MM

14. 400
401
402
405
400
401
402
405
PC MAR
400= A+B
401=A=2
402=B=3
405=5
2 + 3 A + B
A + B
2
3
5
Address
bus
Address
bus
ALU IR MDR
Data busData
bus
MM
5
2
3
ACCU OR CU
baca
tulis
balasan

15. Instruction Register
 Register yang berhubungan dengan instruksi
yang sedang diproses adalah IR dan program
counter.
 IR disebut juga program register digunakan
untuk menyimpan instruksi yang sedang
diproses.
 Program yang berisi kumpulan instruksi,
pertama kali ditempatkan di memory.
 Pemrosesan program dilakukan instruksi per
instruksi. Instruksi yang mendapat giliran untuk
diproses diambil dari memory dan disimpan di
IR.

16. Program Counter
 PC disebut control counter atau
instruction counter adalah register yang
digunakan untuk menyimpan alamat
(address) lokasi dari main memory yang
berisi instruksi yang sedag di proses.
 Selama pemrosesan instruksi yang
dilakukan CPU, isi dari PC diubah dengan
alamat dari main memory yang
berikutnya yang berisi instruksi selanjutnya
yang mendapat giliran untuk di proses.

17.  Sehingga bila pemrosesan sebuah
instruksi selesai dilakukan, tidak ada
waktu yang terbuang untuk mencari
jejak dari instruksi berikutnya yang
akan diproses, karena alamat atau
letak dari instruksi tersebut sudah
berada di PC.

18. General Purpose Register
 Register yang berhubungan dengan
data yang diproses adalah GPR.
 Untuk beberapa komputer GPR diberi
simbol R0, R1, R2, ... Rn yang
mempunyai kegunaan umum,
misalnya untuk menampung data
yang sedang diolah disebut Operand
Register, dan untuk menampung hasil
pengolahan disebut accumulator.

19. OR dan ACCU
 OR digunakan untuk menampung
data atau operand yang sedang
dioperasikan.
 ACCU adalah register yang digunakan
untuk menyimpan hasil dari operasi
aritmatika dan operasi logika yang
dilakukan oleh ALU.

20.  Konsep penting yang mempengaruhi
kecepatan dari prosesor adalah ukuran
dari register.
 Istilah word size menggambarkan ukuran
dari operand register yang berkisar
antara 8 s.d 64 bit.
 Misalnya operand register mempunyai
word size 16 bit, maka prosesor tersebut
disebut dengan 16 bit prosesor,
selanjutnya sering disebut sebagai
komputer 16 bit.

21. MAR, MDR
 Register lainnya yang digunakan sebagai
jembatan antara CPU dan MM adalah
Memory Address Register dan Memory Data
Register. Register ini yang dihubungkan
dengan MM melalui suatu jalur yang disebut
bus.
 Memory Data Register digunakan untuk
menampung data atau instruksi hasil
pengiriman dari MM ke CPU atau
menampung data yang akan direkamkan ke
MM dari hasil pengolahan oleh CPU.

22.  Instruksi atau data yang diambil dari
main memory dikirimkan ke CPU lewat
data bus dan diterima terlebih dahulu di
MDR, dan akan dipindahkan ke IR bila
berbentuk instruksi atau ke OR bila
berbentuk data.
 Demikian juga bila hasil operasi yang
ada di accumulator akan disimpan ke
MM, maka diletakkan terlebih dahulu ke
MDR.

23.  Sedangkan MAR digunakan untuk
menampung alamat data atau instruksi
di MM yang akan diambil atau yang
akan disimpan.
 Bila instruksi atau data akan diambil dari
MM, maka MM harus diberitahu lebih
dahulu letak alamat dari data atau
instruksi tersebut MM.
 Alamat tersebut diletakkan di MAR oleh
CU dan dikirimkan ke MM lewat address
bus.

24. Tenia wahyuningrum
Tenia W
@Tenia_W
tenia@st3telkom.ac.id