Komponen Utama CPU : 1. Arithmetic and Logic Unit (ALU) 2. Control Unit 3. Registers 4. CPU Interconnections

1. Chapter 04 –
(Siklus Instruksi dan Interrupt)
Tri sugihartono, Mkom
STMIK Atma Luhur Pangkalpinang
Sistem Operasi

2. Sistem Operasi

3. Komponen Utama CPU
• Arithmetic and Logic Unit (ALU)
• Control Unit
• Registers
• CPU Interconnections
Sistem Operasi

4. Central Processing Unit
(CPU)
Sistem Operasi

5. Central Processing Unit
(CPU)
Sistem Operasi

6. Central Processing Unit
(CPU)
Sistem Operasi

7. Central Processing Unit
(CPU)
Sistem Operasi

8. Central Processing Unit
(CPU)
Sistem Operasi

9. Central Processing Unit
(CPU)
Sistem Operasi

10. Central Processing Unit
(CPU)
Sistem Operasi

11. Modul I/O
Sistem Operasi
• Memindahkan data dari perangkat
eksternal ke CPU dan sebaliknya
• Modul ini berisi buffer internal untuk
menampung data ini sementara sampai
data itu di kirimkan

12. Siklus Instruksi
Sistem Operasi
Two steps:
– Fetch
– Execute

13. Fetch Cycle
Sistem Operasi
Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya
yang akan diambil
• Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi
yang ditunjuk oleh PC
• Naikkan PC
– Kecuali ada perintah tertentu
• Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)
• Processor meng-interpret dan melakukan tindakan yang
diperlukan

14. Execute Cycle
Sistem Operasi
• Processor-memory
– Transfer data antara CPU dengan main memory
• Processor I/O
– Transfer data antara CPU dengan I/O module
• Data processing
– Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu
• Control
– Mengubah urutan operasi
– Contoh: jump
• Kombinasi diatas

15. >>Interrupt
Sistem Operasi
• Interupsi adalah kejadian yang menyebabkan
mikrokontroler berhenti sejenak untuk melayani
interupsi tersebut.
• Program yang dijalankan pada saat melayani interupsi
disebut Interrupt Service Routine.
• Setelah selesai melayani interupsi maka program yang
tadi terhenti dilanjutkan kembali.
• Mikrokontroler AT89C51 menyediakan 5 sumber
interupsi, yaitu: 2 interupsi eksternal, 2 interupsi timer,
dan satu interupsi port serial.
• Register yang mengontrol interupsi yaitu IE (Interrupt
enable) dan IP (Interrupt priority).

16. >>Interrupt
Sistem Operasi
• Interrupt adalah sinyal dari peralatan luar atau
permintaan dari program untuk melaksanakan
suatu tugas khusus. Jika interrupt terjadi maka
program dihentikan terlebih dahulu untuk
menjalankan rutin interrupt.

17. Fungsi Interupsi
Sistem Operasi
1. mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam
CPU kepada routine interupsi
2. Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat
menginterupsi kerja CPU

18. Tujuan Interupsi
Sistem Operasi
1. Secara umum untuk manajemen pengeksekusian routine instruksi agar
efektif dan efisien antar
CPU dan moodul - modul I/O maupun memori
2. setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan,
tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing
masing modul berbeda.
3. dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul

19. Interrupts
Sistem Operasi
Kelas-kelas Interupt / sebab terjadinya interupt :

20. Interrupts
Sistem Operasi

21. Proses Interupsi
Sistem Operasi
1. dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk
mengeksekusi instruksi -instruksi lain.
2. Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima
tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke
prosesor

22. Proses Interupsi
Sistem Operasi
1. kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya
untuk menghandle routine interupsi
2. setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan
eksekusi programnya kembali
3. saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan ,
yaitu interupsi diterima / ditangguhkan dan interupsi ditolak

23. Interupsi ditangguhkan
Sistem Operasi
Apa yang dilakukan prosesor?
1. prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan
menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain
yang relevan
2. prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt
handler.

24. Sistem Operasi

25. Sistem Operasi
Instruksi Interrupt pada PC (Personal Computer)
Instruksi interrupt pada PC (Personal Computer) berbeda dengan interupsi
pada tabel interupsi diatas, sebab PC pada awalnya dikembangkan berbasis
(compatible dengan) system 8086 - 8088. jadi interupsi yang sama di setiap
PC adalah interupsi no 0-4. berikut ini adalah tabel interupsi yang terdapat
pada PC:

26. Sistem Operasi

27. Kesimpulan
Sistem Operasi
Interrupt disediakan terutama sebagai cara untuk meningkatkan efisiensi
pengolahan, karena sebagian besar perangkat eksternal jauh lebih lambat di
bandingkan prosesor

28. Jenis - Jenis Interrupt
Sistem Operasi
1. Software
interrupt software adalah interrupt yang disebabkan oleh software yang
sering disebut system call. misalnya suatu program ingin mencetak hasil
dengan printer.
2. hardware
interrupt hardware terjadi karena adanya aksi pada perangkat keras. seperti
penekanan tombol keyboard atau menggerakkan mouse.
interrupt hardware terbagi menjadi 2, yaitu :
a. MAskable interrupt
terjadi karena aksi dari luar, seperti timer, keyboard, serialport, fixed disk,
diskette drive
b. Non Maskable Interrupt
Terjadi karena memory atau kesalahan parity pada I/O

29. Sistem Operasi Kompleks
Sistem Operasi
1. interupsi ganda (multiple interrupt)
- misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses
pencetakan dengan printer selesai, disamping itu dimungkinkan dari
saluran komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data
tiba
2. dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini

30. pendekatan interupsi ganda
Sistem Operasi
Ada 2 pendekatan :
1. pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan / sekuensial
- menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi
ditangani prosesor.
- setelah prosesor selesai menangani suatu interuspi maka interupsi lain
baru di tangani
2. pengolahan interupsi bersarang yaitu mendefinisikan prioritas bagi
interupsi
- interrupt handler mengizinkan interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani
terlebih dahulu

31. Multiple Interrupt
Sistem Operasi
1. dengan tidak mengijinkan terjadinya interrupt lain pada saat suatu
interrupt sedang diproses. (interrupt lain di tangguhkan )
keuntungannya :
Pendekatan tersebut cukup baik dan sederhana karena interrupt di tangani
dalam urutan yang cukup ketat.
kekurangannya :
pendekatan ini tidak memperhitungkan prioritas relatif atau kebutuhan
waktu kritis

32. Sistem Operasi

33. Sistem Operasi

34. Multiple Interrupt
Sistem Operasi
2. Dengan mendefinisikan prioritas bagi interrupt dan mengijinkan interrupt
berprioritas tinggi menyebabkan interrupt handle yang berprioritas lebih
rendah untuk menginterrupsi diri sendiri.

35. Sistem Operasi

36. Fungsi I/O
Sistem Operasi
Sebuah I/O dapat bertukar data secara langsung dengan CPU
Sebuah I/O juga dapat bertukar data langsung dengan memori

37. Pertukaran Data Antara I/O
dan Memori
Sistem Operasi
Dalam kasus ini CPU memberikan otoritas kepada modul I/O untuk
membaca dari atau menulis ke memori, sehingga perpindahan data terjadi
tanpa terpaut dengan CPU
- Selama perpindahan seperti itu, modul I/O mengeluarkan perintah baca /
tulis ke memori, yang membebaskan CPU dari tanggung jawab pertukaran
data
- Operasi seperti ini dikenal dengan DMA (Direct Memory Access)

38. Sistem Operasi

39. Soal Tugas :
Sistem Operasi
1. Tuliskan definisi interrupt
2. Tuliskan egister -register dalam CPU
3. Buatlah tabel prioritas interupsi
4. Tuliskan 2 definisi multiple interrupt
5. Gambarkan siklus proses dengan interrupt
6. Gambarkan Struktur DMA sebagai bentuk pertukaran data antara I/O dengan
memory
7. Tuliskan 4 Penyebab Interrupts (Kelas - kelas interrupt)