arsitektur instruksi dan CPU

1. Arsitektur dan Desain Set Instruksi
Arsitektur Set Instruksi
Set Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction Set Architecture (ISA))
didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para
pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang
dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi,
dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).
ISA merupakan sebuah spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang
diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor
tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine
language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi
untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan
lain-lain.
Karakteristik dan Fungsi Set Instruksi
Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksiinstruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya.
Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi
komputer (computer instructions). Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang
dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set).
Jenis-jenis Set Instruksi
 Data Processing/Pengolahan Data: instruksi-instruksi aritmetika dan logika.
 Data Storage/Penyimpanan Data: instruksi-instruksi memori.
 Data Movement/Perpindahan Data: instruksi I/O.
 Control/Kontrol: instruksi pemeriksaan dan percabangan.
Instruksi aritmetika (arithmetic instruction) memiliki kemampuan untuk mengolah data
numeric. Sedangkan instruksi logika (logic instruction) beroperasi pada bit-bit word sebagai
bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan terutama dilakukan untuk
data di register CPU. Instruksi-inslruksi memori diperlukan untuk memindah data yang
terdapat di memori dan register.
Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori
dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna. Instruksi-instruksi kontrol digunakan
untuk memeriksa nilai data, status komputasi dan mencabangkan ke set instruksi lain.
Teknik Pengalamatan
Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitekturdi sebagian unit pengolah
pusat(CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan
bagaimana bahasa mesinpetunjuk dalam arsitektur untuk mengidentifikasi operan dari setiap
instruksi.. Sebuah mode pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori
yang efektif dari operand dengan menggunakan informasi yang diadakan di registerdan / atau
konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.

2. Jumlah Alamat
Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat
jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya.
Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi :
a) Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya)
b) Tiga Alamat (dua operand, satu hasil)
c) Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand)
d) Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan operand dan hasilnya)
Macam-macam instruksi menurut jumlah operasi yang dispesifikasikan :
a) 0 – Address Instruction
b) 1 – Addreess Instruction
c) N – Address Instruction
d) M + N – Address Instruction
Macam-macam instruksi menurut sifat akses terhadap memori atau register :
a) Memori To Register Instruction
b) Memori To Memori Instruction
c) Register To Register Instruction
Jenis-jenis Metode Pengalamatan
a) Direct Absolute (pengalamatan langsung)
Hal ini membutuhkan ruang dalam sebuah instruksi untuk cukup alamat yang
besar.. Hal ini sering tersedia di mesin CISC yang memiliki panjang instruksi
variabel, seperti x86.. Beberapa mesin RISC
memiliki Literal khusus Atas instruksi Load yang menempatkan sebuah 16-bit
konstan di atas setengah dari register.. Sebuah literal instruksi ATAUdapat
digunakan untuk menyisipkan 16-bit konstan di bagian bawah mendaftar itu,
sehingga alamat 32-bit kemudian dapat digunakan melalui mode pengalamatan
tidak langsung mendaftar, yang itu sendiri disediakan sebagai “base- plus-offset
“dengan offset 0.
b) Immidiate
Bentuk pengalamatan ini yang paling sederhana
 Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari instruksi = operand
sama dengan field alamat
 Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk kompleent dua
 Bit paling kiri sebagai bit tanda
 Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri
hingga maksimum word data Contoh: ADD 5 ; tambahkan 5 pada akumulator.

3. c) Indirect register
 Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode
pengalamatan tidak langsung
 Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
 Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
 Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada
dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
 Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak
langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak Dalam satu
siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak
langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih
cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung.
d) Indirect- memori
Salah satu mode pengalamatan yang disebutkan dalam artikel ini bisa memiliki
sedikit tambahan untuk menunjukkan pengalamatan tidak langsung, yaitu alamat
dihitung menggunakan modus beberapa sebenarnya alamat dari suatu lokasi
(biasanya lengkap kata) yang berisi alamat efektif sebenarnya. Pengalamatan tidak
langsung dapat digunakan untuk kode atau data.. Hal ini dapat membuat
pelaksanaan pointer ataureferensi atau menanganilebih mudah, dan juga dapat
membuat lebih mudah untuk memanggil subrutin yang tidak dinyatakan dialamati.
Pengalamatan tidak langsung tidak membawa hukuman performansi karena akses
memori tambahan terlibat.
Beberapa awal minicomputer (misalnya Desember PDP-8, Data General Nova)
hanya memiliki beberapa register dan hanya rentang menangani terbatas (8
bit).Oleh karena itu penggunaan memori tidak langsung menangani hampir satu-
satunya cara merujuk ke jumlah yang signifikan dari memori.
e) Register
Pada beberapa komputer, register dianggap sebagai menduduki 16 pertama 8 atau
kata-kata dari memori (misalnya ICL 1900, DEC PDP-10). Ini berarti bahwa tidak
perlu bagi yang terpisah “Tambahkan register untuk mendaftarkan” instruksi –
Anda hanya bisa menggunakan “menambahkan memori untuk mendaftar”
instruksi. Dalam kasus model awal PDP-10, yang tidak memiliki memori cache,
Anda benar-benar dapat memuat sebuah loop dalam ketat ke dalam beberapa kata
pertama dari memori (register cepat sebenarnya), dan berjalan lebih cepat daripada
di memori inti magnetik. Kemudian model dari DEC PDP-11seri memetakan
register ke alamat di output / area input, tetapi ini ditujukan untuk memungkinkan
diagnostik terpencil. register 16-bit dipetakan ke alamat berturut-turut byte 8-bit.
f) Index
Indexing adalah field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang
direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
 Merupakan kebalikan dari mode base register

4.  Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing
 Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-program
iterative
g) Base index
Base index, register yang direferensi berisi sebuah alamat memori, dan field alamat
berisiperpindahan dari alamat itu Referensi register dapat eksplisit maupun
implicit. Memanfaatkan konsep lokalitas memori.
h) Base index plus offset
Offset biasanya nilai 16-bit masuk (walaupun 80386 diperluas ke 32 bit). Jika
offset adalah nol, ini menjadi contoh dari register pengalamatan
tidak langsung, alamat efektif hanya nilai dalam register dasar. Pada mesin RISC
banyak, register 0 adalah tetap sebesar nilai nol. Jika register 0 digunakan sebagai
register dasar, ini menjadi sebuah contoh dari pengalamatan mutlak. Namun, hanya
sebagian kecil dari memori dapat diakses (64 kilobyte, jika offset adalah 16 bit).
16-bit offset mungkin tampak sangat kecil sehubungan dengan ukuran memori
komputer saat ini (yang mengapa 80386 diperluas ke 32-bit). Ini bisa lebih buruk:
IBM System/360 mainframe hanya memiliki 12-bit unsigned offset. Namun,
prinsip berlaku: selama rentang waktu yang singkat, sebagian besar item data
program ingin mengakses cukup dekat satu sama lain. Mode pengalamatan ini
terkait erat dengan mode pengalamatan terindeks mutlak.
Contoh 1: Dalam sebuah sub rutin programmer terutama akan tertarik dengan
parameter dan variabel lokal, yang jarang akan melebihi 64 KB, yang satu basis
register (yang frame pointer) sudah cukup. Jika rutin ini adalah metode kelas dalam
bahasa berorientasi objek, kemudian register dasar kedua diperlukan yang
menunjuk pada atribut untuk objek saat ini (ini atau diri dalam beberapa bahasa
tingkat tinggi).
Contoh 2: Jika register dasar berisi alamat dari sebuah tipe komposit (record atau
struktur), offset dapat digunakan untuk memilih field dari record (catatan paling /
struktur kurang dari 32 kB).
i) Relatif
Pengalamatan Relative, register yang direferensi secara implisit adalah program
counter (PC)Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan
ke field alamat Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan
operand-operand berikutnya.
Desain Set Instruksi
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan
banyak aspek, diantaranya adalah:
1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

5. 3. Kompatibilitas : Source code compatibility dan Object code Compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:
1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan,
dan berapa sulit operasinya .
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya,
banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
4. Addressing: Mode pengalamatan untuk operand.
Format Set Instruksi
Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam
instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format
Instruksi (Instruction Format). Jenis-Jenis Operand antara lain :
 Addresses (akan dibahas pada addressing modes)
 Numbers : – Integer or fixed point – Floating point – Decimal (BCD)
 Characters : – ASCII – EBCDIC
 Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1
1. Transfer Data
 Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.
 Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas
daripada stack.
 Menetapkan panjang data yang dipindahkan.
 Menetapkan mode pengalamatan.
 Tindakan CPU untuk melakukan Transfer Data adalah :
- Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain.
- Apabila memori dilibatkan :
 Menetapkan alamat memori.
 Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat
memori aktual.
 Mengawali pembacaan / penulisan memori
 Operasi set instruksi untuk Transfer Data :
- MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan.
- STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
- LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
- EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
- CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
- SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
- PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
- POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber

6. 2. Aritmatika dan Logika
a. Tindakan CPU untuk melakukan operasi Aritmatika Dan Logika :
- Transfer data sebelum atau sesudah.
- Melakukan fungsi dalam ALU.
- Menset kode-kode kondisi dan flag.
b. Operasi set instruksi untuk Aritmatika :
- ADD : penjumlahan
- SUBTRACT : pengurangan
- MULTIPLY : perkalian
- DIVIDE : pembagian
c. Operasi set instruksi untuk operasi Logika :
- AND, OR, NOT, EXOR
- COMPARE : melakukan perbandingan logika
- TEST : menguji kondisi tertentu
- SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan
konstanta pada ujung bit
- ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung
yang terjalin
3. Konversi
a. Tindakan CPU sama dengan Aritmatika dan Logika.
b. Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format
data.
c. Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner.
d. Operasi set instruksi untuk Konversi :
 TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian
memori berdasrkan tabel korespodensi.
 CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk
lainnya.
4. Input / Ouput
a. Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :
 Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped.
 Mengawali perintah ke modul I/O
b. Operasi set instruksi Input / Ouput :
- INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan.
- OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O.
- START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali
operasi I/O.
- TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan TRANSFER
CONTROL.

7. 5. Transfer Control
a) Tindakan CPU untuk transfer control :
 Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return.
b) Operasi set instruksi untuk transfer control :
 JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat
tertentu.
 JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan
alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.
 JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.
 RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi
tertentu.
 EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi
sebagai instruksi.
 SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya.
 SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan
pada persyaratan.
 HALT : menghentikan eksekusi program.
 WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi.
 NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.
6. Control System
Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau
sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya
digunakan dalam sistem operasi.
Contoh : membaca atau mengubah register kontrol.
CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT)
CPU
CPU adalah bagian terpenting dari sebuah komputer karena semua dilakukan bersama-sama
diselenggarakan oleh CPU komputer. Bisa dikatakan bahwa CPU adalah otak dari sebuah
computer.Secara umum sering disebut sebagai CPU prosesor. Pada komputer mikro, prosesor
ini disebut mikroprosesor. Dalam perkembangannya, CPU telah mengalami perubahan yang
signifikan dalam kecepatan, kinerja, dan kinerja.
Memori utama adalah memori yang berfungsi untuk menyimpan data dan program. Jenis
Memori Utama ada 2 yaitu :
1. ROM ( Read Only memory) yaitu memory yang hanya bisa dibaca saja datanya atau
programnya. Pada PC, ROM terdapat pada BIOS (Basic InputOutput System) yang
terdapat pada Mother Board yang berfungsi untuk men-setting peripheral yang ada
pada system. Contoh: AMIBIOS, AWARDBIOS, dll. ROM untuk BIOS terdapat
beragam jenis diantaranya jenis FlashEEPROM BIOS yang memiliki kemampuan

8. untuk dapat diganti programnya dengan software yang disediakan oleh perusahhan
pembuat Mother Board, yang umumnya penggantian tersebut untuk peningkatan
unjuk kerja dari peripheral yang ada di Mother Board.
2. RAM (Random Acces Memory) yang memiliki kemampuan untuk mengubah data
atau program yang tersimpan di dalamnya. Ada bebrapa jenis RAM yang ada di
pasaran saat ini SRAM, EDORAM, SDRAM, DDRAM, RDRAM, VGRAM, DDR1,
DDR2, dll. Pada memori jenis RAM dikenal istilah BUS SPEED, seperti PC66,
PC100, PC133, PC200, PC 400 dll yang artinya adalah kecepatan aliran data atau
program pada memori dimana semakin besar nilai BUS SPEED, maka semakin cepat
akses terhadap memori tersebut. Memori sekunder merupakan memori tambahan yang
berfungsi untuk menyimpan data atau program. Contohnya antara lain hardisk, floppy
disk dll.Bagian ketiga adalah CPU atau Central Processing Unit. Pada PC atau
personal computer biasa disebut dengan prosesor atau mikroprosessor. Bagian ini
merupakan otak dari sebuah computer. Semua program-program yang terdiri dari
instruksi-instruksi akan diproses dan dikerjakan oleh CPU. Satuan kecepatan dari
sebuah prosesor adalah Mhz atau GHz. Semakin besar kecepatannya makin bagus
pula prosesor itu dan eksekusi dari program-program yang akan dijalankan akan
semakin cepat. Ada banyak factor yang mempengaruhi performansi sebuah prosesor,
yaitu lebar data bus, kecepatan prosessor atau clock prosessor, arsitektur internal
prosesor, kecepatan I/O bus, dan cache memori level 1 maupun level 2. CPU
mengendalikan semua proses yang akan dikerjakan oleh computer dengan cara
mengambil instruksi biner dari memori, menerjemahkannya menjadi serangkaian aksi
dan menjalankannya. Aksi tersebut bisa berupa transfer data dari dan ke memori,
operasi aritmatika dan logika, atau pembangkitan sinyal kendali. Secara umum CPU
terdiri dari beberapa bagian berbeda. Unit control bertanggung jawab mengambil
instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi-instruksi
tersebut. Unit logika aritmatik (ALU) menjalankan operasi-operasi aritmatika seperti
penjumlahan dan Boolean AND. CPU juga berisi sebuah memori kecil berkecepatan
tinggi yang digunakan untuk menyimpan hasil-hasil sementara dan informasi kontrol
tertentu. Memori ini terdiri dari sejumlah register yang masing-masing memiliki
ukuran dan fungsi tersendiri. Biasanya seluruh register itu memiliki ukuran yang
sama. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah
maksimum tertentu tergantung pada ukuran register tersebut. Register-register dapat
dibaca dan ditulis dengan kecepatan tinggi karena mereka berada dalam CPU.
Register yang paling penting adalah Program Counter (PC) yang menunjuk instruksi
berikutnya yang harus diambil untuk dijalankan. Nama program counter sebenarnya
kurang tepat karena istilah ini tidak ada hubungannya sama sekali dengan counter
namun istilah ini telah digunakan secara luas. Selain itu fungsi penting lain dari
register adalah Instruction Register (IR) yang menyimpan instruksi yang sedang
dijalankan. Sebagian besar komputer juga memiliki beberapa register lain. Sebagian
di antaranya digunakan untuk tujuanumum dan sebagian lagi untuk tujuan-tujuan
khusus. CPU menjalankan setiap instruksi dalam beberapa langkah kecil. CPU
mengambil instruksi dari memori dan membawanya ke dalam IR kemudian mengubah
PC agar menunjuk ke instruksi selanjutnya. Kemudian CPU menentukan jenis
instruksi yang baru saja diambil. Jika instruksi tersebut menggunakan sebuah word
dalam memori maka akan ditentukan di mana instruksi tersebut berada.
Cara kerja CPU:
1. Membaca, mengkodekan dan mengeksekusi instruksi program

9. 2. Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.
3. Merespon interupsi dari luar.
4. Menyimpan data untuk sementara waktu menyediakan clock dan sinyal kontrol
kepada sistem.
Fungsi CPU
CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya.
Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang
diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui Source
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu :
1. Unit Kontrol yang mampu mengatur jalannya program.
2. Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup
tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang
diproses.
3. ALU unit ini yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika
berdasar instruksi yang
4. CPU Interconnections adalah sisem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen
internal CPU.
Sistem BUS
Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan
untuk menghubungkan berbagai subsistem. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa
bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem komputer terdiri dari
sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada
bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.
Suatu Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat
Input/Output. Setiap komputer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi. Sistem bus
adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.
Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu komputer. Data
atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui
perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga
menggunakan sistem bus.
BUS SLOTS
Cara Kerja Sistem Bus
Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitektur komputernya akan lebih kompleks,
sehingga untuk meningkatkan performa, digunakan beberapa buah bus. Tiap bus merupakan
jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA
AGP) dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB

10. (Front Side Bus) . Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang
berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus
utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.
Struktur Bus
Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran
ditandai dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus yang
berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu saluran
data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu, terdapat pula saluran distribusi daya
yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung.
INTERKONEKSI JENIS BUS
Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan multiplexed. Suatu
saluran bus didicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen-
komponen komputer.
Sebagai contoh dedikasi fungsi adalah penggunaan alamat dedicated terpisah dan saluran
data, yang merupakan suatu hal yang umum bagi bus. Namun, hal ini bukanlah hal yang
penting. Misalnya, alamat dan informasi data dapat ditransmisikan melalui sejumlah salurah
yang sama dengan menggunakan saluran address valid control. Pada awal pemindahan data,
alamat ditempatkan pada bus dan address valid control diaktifkan. Pada saat ini, setiap modul
memilki periode waktu tertentu untuk menyalin alamat dan menentukan apakah alamat
tersebut merupakan modul beralamat. Kemudian alamat dihapus dari bus dan koneksi bus
yang sama digunakan untuk transfer data pembacaan atau penulisan berikutnya. Metode
penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan ini dikenal sebagai time
multiplexing.
Keuntungan time multiplexing adalah memerlukan saluran yang lebih sedikit, yang
menghemat ruang dan biaya. Kerugiannya adalah diperlukannya rangkaian yang lebih
kompleks di dalam setiap modul. Terdapat juga penurunan kinerja yang cukup besar karena
event-event tertentu yang menggunakan saluran secara bersama-sama tidak dapat berfungsi
secara paralel.
Dedikasi fisik berkaitan dengan penggunaan multiple bus, yang masing-masing bus itu
terhubung dengan hanya sebuah subset modul. Contoh yang umum adalah penggunaan bus
I/O untuk menginterkoneksi seluruh modul I/O, kemudian bus ini dihubungkan dengan bus
utama melalui sejenis modul adapter I/O. keuntungan yang utama dari dedikasi fisik adalah
throughput yang tinggi, harena hanya terjadi kemacetan lalu lintas data yang kecil.
Kerugiannya adalah meningkatnya ukuran dan biaya sistem.
Contoh – Contoh Bus

11. Banyak perusahaan yang mengembangakan bus-bus antarmuka terutama untuk perangkat
peripheral. Diantara jenis bus yang beredar di pasaran saat ini adalah, PCI, ISA, USB, SCSI,
FuturaBus+, FireWire, dan lain-lain. Semua memiliki keunggulan, kelemahan, harga, dan
teknologi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi jenis-jenis penggunaannya.
1. Bus ISA : Industri computer personal lainnya merespon perkembangan ini dengan
mengadopsi standarnya sendiri, bus ISA (Industry Standar Architecture), yang pada
dasarnya adalah bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz. Keuntungannya adalah
bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-mesin dan
kartu-kartu yang ada.
2. Bus PCI : Peripheral Component Interconect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung
prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral. Standar PCI adalah
64 saluran data pada kecepatan 33MHz, laju transfer data 263 MB per detik atau
2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah
dengan keping yang sedikit.
3. Bus USB : Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus
kecepatan tinggi PCI, sedangkan banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah
seperti keyboard, mouse, dan printer. Sebagai solusinya tujuh vendor computer
(Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northen Telecom) bersama-sama
meranccang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standar yang dihasilakan
dinamakan Universal Standard Bus (USB).
4. Bus SCSI : Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral
eksternal yang dipo[ulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan
interface standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat
penyimpanan eksternal berukuan besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan
8,16, atau 32 saluran data.
5. Bus P1394 / Fire Wire : Semakin pesatnya kebutuhan bus I/O berkecepatan tinggi dan
semakin cepatnya prosesor saat ini yang mencapai 1 GHz, maka perlu diimbangi
dengan bus berkecepatan tinggi juga. Bus SCSI dan PCI tidak dapat mencukupi
kebutuhan saat ini. Sehingga dikembangkan bus performance tinggi yang dikenal
dengan FireWire (P1393 standard IEEE). P1394 memiliki kelebihan dibandingkan
dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat, murah, dan mudah untuk
diimplementasikan. Pada kenyataan P1394 tidak hanya popular pada system
computer, namun juga pada peralatan elektronik seperti pada kamera digital, VCR,
dan televise. Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak
memerlukan banyak kabel.
Sistem ALU
Arithmatic and Logic Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di
dalam sistem komputer berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika
(seperti penjumlahan, pengurangan dan beberapa logika lain), ALU bekerja bersama-sama
memori. Dimana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori.
Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang
akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan
sistem bilangan binertwo’s complement. ALU mendapat data dari register. Kemudian data
tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU output
register, sebelum disimpan dalam memori.

12. Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang
memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang
sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri
dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran
(pinF).
ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmatika dan
logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk
melakukan operasi hitungan aritmatikadan 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:
 sama dengan (=)
 tidak sama dengan (<>)
 kurang dari (<)
 kurang atau sama dengan dari (<=)
 lebih besar dari (>)
 lebih besar atau sama dengan dari (>=)
Sumber Referensi :
http://fachrulryper.blogspot.com/2012/11/arsitektur-set-instruksi-dan-cpu.html
http://siezwoyouye.blogspot.com/2012/10/arsitektur-set-instruksi.html
http://jovanangga.blogspot.com/2012/11/set-instruksi-dan-teknik-pengalamatan.html
http://okghiqowiy.blogspot.com/
https://mazzeko.wordpress.com/2015/01/14/cpu-bus-dan-alu/
https://ekofitriyanto.wordpress.com/2013/11/14/186/