Dokumen tersebut merangkum tentang komponen-komponen utama processing unit dalam sistem komputer, yaitu control unit, arithmetic logic unit (ALU), dan register. Control unit berperan mengontrol operasi-operasi yang dilakukan oleh ALU, sedangkan ALU melakukan operasi-operasi aritmatika dan logika. Register berfungsi sebagai penyimpanan sementara untuk instruksi dan data.

1. ARSITEKTUR DAN
ORGANISASI KOMPUTER
KELOMPOK 5
PROCESSING UNIT DESIGN
Anggota Kelompok :
1. Shinta Hardiyanti (4611414008)
2. Anita Wahyu Melinda (4611414016)
3. Feroza Rosalina Devi (4611414024)
4. Afrizal Rizqi Pranata (4611414038)

2. Perangkat Pemroses (CPU)
Pengolahan data adalah sebuah proses menjadikan sebuah data dari data
asli menjadi data yang baru (informasi). CPU merupakan otak bagi sebuah
system computer. CPU memiliki 3 komponen utama yang merupakan bagian
tugas utamanya yaitu
• Unit kendali (Control Unit)
• Unit arithmatika dan logika (arithmetic and logic unit )
• dan beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut dengan register,
yang berfungsi membantu melakukan hubungan (interface) dari dan ke
memori.
Tugas CPU adalah melaksanakan dan mengawal keseluruhan operasi
komputer , sehingga sering dinamakan sebagai otak komputer.

3. Unit Kendali (Control Unit)
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.
tugas control unit adalah sebagai berikut:
1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
2. Mengambil instruksi-instruksi dari main memory, Melakukan pengiriman
instruksi ke ALU bila ada sebuah proses perhitungan aritmetic dan logic dan
mengawasi kerja ALU itu sendiri.
3. Mengambil data dari main memory kalau diperlukan oleh proses
4. Mengirim instruksi ke arithmetic dan logic unit bila ada perhitungan
arithmatika dan perbandingan logika serta mengawasi kerja dari arithmatic
and logic unit.
5. Menyimpan hasil proses ke main memory.

4. Aritmetic Logic Unit (ALU)
adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi
untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi
aritmatika adalah operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian,
sedangkan contoh operasi logika adalah
 logika AND, OR, NOT
 perbandingan (perbandingan antara dua operand) :
sama dengan (=), tidak sama dengan (<>), kurang dari (<), kurang dari
atau sama dengan (<=), lebih besar dari (>), serta lebih besar atau sama
dengan dari (>=).

5.  Fungsi Aritmatika pada sebuah ALU biasanya mencakup integer, floating-
point(real) dan desimal berkode biner. Disini operasi yang terjadi adalah
penambahan, pengurangan, perkaliandan pembagian.
 Fungsi Logika pada ALU lebih sederhana. Untuk segala operasi logika yang
ingin diterapkan, maka hanya perlu memuat sejumlah gerbang logika tertentu
untuk operasi tersebut(satu untuk setiap pasangan bit input).
ALU mempunyai dua type:
҉ serial-by-bit ALU,yaitu menambakan satu bit dari setiap 2 angka digit ganda
(multi digit) setiap waktu.
҉ Parallel ALU, yang memproses semua digit secara serentak. Jauh Lebih cepat
dibandingkan serial-by-bit.

6. Konstruksi ALU
ALU mampu melakukan penjumlahan, pengurangan dan sebagainya, kata
yang panjangnya 32 bit.
Hampir semua komputer (khususnya mikroprosesor) memiliki register
yang disebut akumulator yang merupakan register utama untuk aritmetik dan
operasi logis. Register ini menyimpan hasil setiap operasi aritmetik atau operasi
logis, dan rangkaian penggerbangan ditempelkan pada register ini, sehingga
operasi yang perlu dilakukan pada isinya dan pada register lain yang berkaitan.
Jadi akumulator merupakan register penyimpan dasar dari elemen aritmetik.
Beberapa komputer memiliki akumulator tunggal komputer itu memiliki
dua atau lebih akumulator, dan akumulator itu disebut, misalnya akumulator A,
dan akumulator B (seperti dalam mikroprosessor 6800) atau ACC1, ACC2, dan
seterusnya (seperti dalam komputer Data General).

7. Register
Register merupakan tempat penyimpanan kecil yang mempunyai
kecepatan tinggi, Register digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang
sedang diproses oleh CPU.
Contoh register yang sering digunakan adalah:
1. Memory Buffer Register (MBR), berisi sebuah word yang akan disimpan di
dalam memori atau digunakan untuk menerima word (susunan data bit) dari
memori.
2. Memory Address Register (MAR), berfungsi menentukan alamat word di
memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca ke MBR.
3. Instruction Register (IR), berisi instruksi 8-bit op-code (kode operasi) yang
akan dieksekusi.

8. 4. Instruction Buffer Register (IBR), berfungsi untuk menyimpan sementara
instruksi sebelah kanan word di dalam memori.
5. Program Counter (PC), berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan
diambil dari memori.
6. Accumulator (AC) dan multiple-quontient (MQ), berfungsi untuk menyimpan
sementara operand dan hasil operasi ALU.
Beberapa CPU menggunakan suatu Cache memory atau disebut sebagai
scratch-pad memory atau high-speed buffer atau buffer memory agar kerja CPU
lebih efisien dan untuk mengurangi waktu yang terbuang. Letak Cache memory
yaitu di antara CPU dengan memori utama.

9. Gambar berikut menjelaskan posisi dari cache memori:
General Purpose Register
1. Akumulator, berfungsi sebagai akumulator biner, operasi aritmatika, logika,
shift, rotasi dan lintas data dari dan ke port.
2. Basis, berfungsi sebagai base alamat memori, yaitu digunakan untuk mencatat
address memory yang isinya akan dikerjakan dan dapat melaksanakan operasi
aritmatika dan logika.
3. Counter, digunakan untuk perintah loop dan perintah block transfer, termasuk
operasi string.
4. Data, digunakan untuk menampung address poil yang tidak terdapat pada
register lainnya.

10. Pointer dan Index Register
1. BP (Base Pointer), digunakan untuk mencatat address data di stack yang
dikerjakan.
2. SP (Stack Pointer), digunakan untuk mencatat address stack dengan operasi
push dan pop
3. SI (Source Index), digunakan untuk mencatat asal address memory yang
isinya akan dikerjakan/menunjuk offset sumber
4. DI (Destination Index), digunakan untuk mencatat tujuan address
data/menunjuk offset tujuan
5. IP (Instruction Pointer), biasanya register ini bersama (Code Segment) CS
untuk mencatat address tempat kode bahasa mesin sutu program yang
digelar di RAM.

11. Segment Register
Segment register terdiri atas:
1. CS (Code Segment), digunakan untuk mencatat address segment memory
tempat kode operasi suatu program yang akan dibaca dan dilaksanakan oleh
CPU
2. DS (Data Segment), digunakan untuk mencatat address segment memory
tempat menyimpan data di memori yang digunakan oleh program
3. SS (Stack Segment), digunakan untuk mencatat address segment memory
yang digunakan menjadi stack dalam operasi push dan pop
4. ES (Extra Segment), digunakan bagi data yang tidak terdapat dalam CS, DS
dan SS

12. Mag Register
Mag register digunakan untuk menampung tanda pada operasi yaitu:
1. Operasi khusus tentang kerja microprocessor, terdiri atas bit:
a. OF (Over Flow)
b. DF (Direction Flag)
c. IF (Interupt Flag)
d. TF (Trap Flag)
2. Operasi Aritmatika dan Logika, terdiri atas bit:
a. SF (Sign Flag)
b. ZF (Zero Flag)
c. AF (Auxiliary Flag)
d. PF (Parity Flag)
e. CF (Carry Flag)

13. Berdasarkan data yang dikelolanya, register dapat dibedakan menjadi:
1. Register data : menyimpan bilangan integer
2. Register alamat : menyimpan alamat yang digunakan untuk mengakses
memori
3. Register tujuan umum :menyimpan data maupun alamat
4. Register floating point : menyimpan bilangan floating point
5. Register konstanta : menyimpan nilai yang hanya dapat dibaca
6. Register vektor : menyimpan data untuk melakukan pemrosesan vektor.
7. Register tujuan khusus : menyimpan kondisi program (program state) termasuk
didalamnyan pencacah program, petunjuk tumpukan (stack pointer) dan
register status.
8. Register yang berhubungan dengan pengaksesan memori seperti register
penahan (buffer register), register data dan register alamat.

14. Eksekusi Instruksi
Salah satu ciri processor yang dirancang untuk tujuan umum (general purpose
processor) adalah terdapat memori yang menyimpan intruksi dan data.
Secara umum terdapat tiga tahap dalam eksekusi instruksi, sebagai berikut:
1. Fetch
Pengambilan instruksi dari memori dengan menggunakan PC sebagai
alamatnya.
Pencacah (PC) mengeluarkan nilai yang digunakan sebagai alamat memori
instruksi yang akan dibaca. Instruksi yang telah dibaca dibagi menjadi beberapa
segmen dan dikirim ke komponen yang berbeda.
2. Decode
Penerjemahan kode operasi yang ditunjukkan oleh 6 bit kode operasi.
Proses ini bertujuan untuk menerjemahkan kode operasi dan menghasilkan 9
bits kendali sering disebut sebagai mikroinstruksi.

15. 3. Execute
Tahap menjalankan instruksi yang telah diterjemahkan. Tergantung dari jenis
instruksi yang dieksekusi.
Tahap akhir dalam menjalankan instruksi yaitu eksekusi. Dalam eksekusi
instruksi, suatu instruksi dibedakan menjadi tiga kelas sebagai berikut:
1. Tipe-R (R-type)
Digunakan untuk menjalankan operasi-operasi aritmatik.
2. Load/Store type
Digunakan untuk menjalankan instruksi yang berkaitan dengan memori
baik membaca maupun menulis.
3. Branch-type
Digunakan untuk menjalankan instruksi lompatan dan pencabangan.

16. Data Path
Datapath adalah kapabel yang melakukan operasi tertentu pada item data.
Datapaths juga dapat digunakan di antara komponen - komponen yang
mentransfer data. Contohnya, isi dari PC ditransfer ke MAR untuk mengambil
instruksi baru pada awal setiap siklus instruksi. Oleh karena itu, datapath khusus
dari PC ke MAR dapat berguna dalam mempercepat ini bagian dari eksekusi
instruksi.

17. TERIMAKASIH
