Makalah Operasi Unit Kontrol [PDF]

Citation preview

MAKALAH ARSITEKTUR KOMPUTER



OPERASI UNIT KONTROL Dosen Pengampu : Eka Pandu Cynthia, ST, M.Kom



Kelompok 5: 1. Felia Umiza Izni / 11750124921 2. Rizal Siburian / 11751100044 3. Ryan Kurniadi / 11751102012 4. Ummi Dwi Oktaviani / 11751200306



TEKNIK INFORMATIKA SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGRI SULTAN SYARIF KASIM RIAU PEKANBARU 2018



KATA PENGANTAR Puji Syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami berhasil menyelesaikan tugas makalah kami yang berjudul “Operasi Unit Kontrol”. Makalah ini berisikan tentang materi dari matakuliah Arsitektur Komputer. Diharapkan makalah ini dapat memberikan informasi kepada kita semua tentang Operasi Unit Kontrol. Semoga dengan makalah ini pembaca mampu memahami Operasi Unit Kontrol. Kami menyadari bahwa makalah ini jauh dari sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan kritik serta saran dari dosen , mahasiswa serta semua pihak yang bersifat membangun. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa melancarkan segala usaha kita. Amin. Pekanbaru, 20 November 2018



Penulis



i



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ..........................................................................



i



DAFTAR ISI .........................................................................................



ii



BAB I



BAB II



BAB III



PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................................



1



1.2 Rumusan Makalah ........................................................



1



1.3 Tujuan ...........................................................................



1



PEMBAHASAN 2.1 Operasi Unit Kontrol ....................................................



2



2.2 Operasi Mikro ..............................................................



3



2.3 Kontrol CPU dan Unit Kontrol Hardwire ...................



7



2.4 Intel Core i3 ..................................................................



8



PENUTUP 3.1 Kesimpulan ...................................................................



12



3.2 Saran .............................................................................



12



DAFTAR PUSTAKA



ii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam mata kuliah Arsitektur Komputer, khususnya bahasan Operasi Unit Kontrol memiliki beberapa sub bahasan yang akan dibahas pada makalah ini. Makalah ini akan disusun sebagai sarana pembelajaran untuk membantu mahasiswa atau semua pihak yang membutuhkan banyak informasi mengenai Operasi Unit Kontrol itu sendiri. Selain itu makalah ini juga disusun untuk memenuhi mata kuliah Arsitektur Komputer oleh pengampu : Eka Pandu Cynthia, ST,M.Kom, sebagai tugas mata kuliah ini. Kemudian bertujuan untuk memberikan suatu manfaat yang nantinya dapat menambah pengetahuan dan wawasan dalam pelajaran atau mata kuliah Arsitektur Komputer khususnya bahasan Unit Kontrol. 1.2 Rumusan Masalah 1.2.1



Apa yang dimaksud operasi unit kontrol ?



1.2.2



Apa yang dimaksud operasi mikro ?



1.2.3



Apa yang dimaksud kontrol CPU dan unit kontrol hardwire ?



1.2.4



Bagaimana cara kerja Intel Core i3 ?



1.3 Tujuan 1.3.1



Agar pembaca mengetahui tentang Operasi Unit Kontrol.



1.3.2



Agar pembaca mengetahui tentang Operasi Mikro.



1.3.3



Agar pembaca mengetahui tentang Kontrol CPU dan Unit Kontrol Hardwire.



1.3.4



Agar pembaca mengetahui cara kerja Intel Core i3.



1



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Unit Kontrol Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit, akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Sekali yang terjadi, unit kontrol pergi ke perintah berikutnya. Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya. Register, yang merupakan bagian dari unit kontrol, adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi. Apabila terjadi proses eksekusi, data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses, hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali. Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU. Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul I/O. 2.1.1



Fungsi Kontrol Unit 1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. 3.



Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.



4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika 5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.



2



2.1.2



Fungsi Dasar Kontrol Unit 1. Pengurutan: unit control menyebabkan prosesor menuju sejumlah operasi mikro dalam urutan yang benar, yang didasarkan pada program yang sedang dieksekusi. 2. Eksekusi: unit control menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan.



2.2 Operasi Mikro Operasi Mikro adalah operasi tingkat rendah yang dapat dilakukan oleh komputer atau CPU sehingga fungsi-fungsi operasi akan dihasilkan untuk memindahkan data antar register. Fungsi dari sebuah komputer adalah unuk eksekusi program. Setiap siklus yang lebih kecil akan terdiri dari sejumlah langkah yang masing – masing langkah tersebut terdiri dari register – register CPU. Dapat disebut langkah – langkah tersebut sebagai operasi mikro. Operasi mikro adalah operasi fungsional atau atomik suatu CPU. Organisasi bagian dalam dari sebuah komputer sangat ditentukan oleh kumpulan instruksi yang dapat dijalankannya. Sebuah instruksi adalah sebuah kaidah yang digunakan komputer untuk mendefinisikan operasi – operasi seperti add, store, load dan jump dan kumpulan dari semua instruksi disebut kumpulan instruksi, menacakup beragam operasi aritmatika dan logika, operasi perpindahan data, operasi maasukan / keluaran dan operasi pengendalian kombinasi dari operasi-operasi ini, dikelompokkan bersama-sama membentuk sebuah program mesin. Kata mikro mengacu pada fakta bahwa tiap langkah adalah sederhana dan akan menyelesaikan operasi terkecil. Unit kendali logika ( Control Logic Unit ) bertugas untuk mengatur seluruh aktifitas perangkat keras di dalam komputer. 2.2.1



Tipe Operasi Mikro 1. Mendefinisikan elemen dasar prosesor 2. Mendiskripsikan operasi mikro yang harus dilakukan prosesor



3



3. Menentukan fungsi Control Unit yang harus dilakukan prosesor 2.2.2



Kelebihan Operasi Mikro 1.



Rancangan microprogrammed relative mudah diubah-ubah dan dibenarkan.



2.



Menyediakan kemampuan diagnostic yang lebih baik dan lebih dapat diandalkan daripada rancangan hard-wired.



3.



Utilisasi memori utama dalam computer microprogrammed biasanya lebih baik Karena perangkat lunak yang seharusnya menggunakan ruang memori utama justru ditempatkan pada memori kendali.



4.



Pengembangan ROM lebih lanjut(dalam kaitan dengan harga dan waktu akses) secara lebih jauh justru menguatkan posisi dominant pemrograman mikro, salah satunya dengan menyertakan unit memori ketiga disebut sebagai nano-memory (tambahan bagi memori utama dan memori kendali). Dalam mengerjakan hal ini, mungkin terjadi pertukaran (trade-off) yang menarik antara pemrograman mikro horisontal dan vertical.



2.2.3



Kelemahan Operasi Mikro 1. Karena waktu akses memori kendali ROM menentukan kecepatan operasi



CLU



maka



kendali



microprgrammed



mungkin



menghasilkan CLU yang lebih lambat dibandingkan dengan kendali hard-wired. 2. Alasannya bahwa waktu yang diperlukan untuk menjalankan suatu instruksi mikro juga mencakup waktu akses ROM, Sedangkan, suatu keterlambatan dalam CLU hard-wired hanya mungkin disebabkan oleh keterlambatan waktu penyebaran melalui perangkat keras, yang relative sangat kecil. (hard-wired digunakan hanya jika system itu tidak terlalu kompleks dan hanya memerlukan beberapa operasi kendali).



4



2.2.4



Fungsi Control Logic Unit 1. Memfetch suatu instruksi dari memori 2. Memberi kode instruksi untuk menentukan operasi yang dilaksanakan 3. Menentukan sumber dan tujuan data di dalam perpindahan data 4. Mengeksekusi operasi yang dilakukan



2.2.5



Siklus Pengambilan 1. MAR :



dihubungkan



dengan



alamat



bus



sistem.



MAR



menspesifikasikan alamat di dalam memori untuk operasi read dan write. 2. MBR : dihubungkan dengan saluran data bus sistem. MBR berisi nilai yang akan disimpan di memori atau nilai terakhir yang dibaca dari memori. 3. PC : menampung alamat instruksi berikutnya yang akan diambil. 4. IR : menampung instruksi terakhir yang diambil. T1 : MAR (PC) T2 : MBR Memori PC (PC) + 1 T3 : IR (MBR) 2.2.6



Siklus Tak Langsung Eksekusi sebuah instruksi melibatkan sebuah operand atau lebih di dalam memori, yang masing – masing operand memerlukan akses memori. Pengambilan alamat – alamat tak langsung dapat dianggap sebagai sebuah subsiklus instruksi atau lebih. T1 : MAR (IR(Alamat)) T2 : MBR Memori T3 : IR (Alamat) (MBR(Alamat))



2.2.7



Siklus Interrupt Suatu



permintaan



khusus



kepada



mikroposesor



untuk



melakukan sesuatu. Bila terjadi interupsi, maka komputer akan menghentikan dahulu apa yang sedang dikerjakannya dan melakukan



5



apa yang diminta oleh yang menginterupsi. Pada IBM PC dan kompatibelnya disediakan 256 buah interupsi yang diberi nomor 0 sampai 255. Nomor interupsi 0 sampai 1Fh disediakan oleh ROM BIOS, yaitu suatu IC didalam komputer yang mengatur operasi dasar komputer. Jadi bila terjadi interupsi dengan nomor 0-1Fh, maka secara default komputer akan beralih menuju ROM BIOS dan melaksanakan program yang terdapat disana. Program yang melayani suatu interupsi dinamakan Interrupt Handler. T1 : MAR (PC) T2 : MBR Alamat-simpan PC Alamat-rutin T3 : IR (MBR) 2.2.8



Siklus Eksekusi Proses dari CPU untuk mengerjakan instruksi yang sudah dijemput dari main memory dan sudah berada di IR register.Control unit di CPU mengartikan instruksi tersebut, melaksanakan operasi yang harus dilakukan, seperti penjemputan/penambilan data dari main memory, mengirim instruksi ke ALU untuk melakukan operasi aritmatika atau logika dan menyimpan hasil pengolahan kembali ke main memory. Sedangkan Execution sequence adalah proses atau langkah sebuah eksekusi program yang terjadi dan berlangsung pada sebuah sistem mikroprosesor. Sebuah mikroprosesor harus dapat melakukan proses: 1. Fetch Data atau mengambil data baik dari memori maupun dari I/O denganproses baca (read) data. 2. Proses Data atau mengolah data dalam salah satu operasi aritmetika atau logika. 3. Write Data atau menulis data ke memori atau I/O. 4. Fetch Instruction atau mengambil instruksi yaitu membaca instruksi darimemori .



6



5. Interpret



Instruction



menterjemahkaninstruksi.



yaitu



proses



Instruksi



harus



mengintepretasikan/ didekode



untuk



menentukan aksi dari suatu instruksiyang harus dilakukan. Instruksi dalam bahasa mesin berbentuk kode-kodebiner dalam heksadesimal.



Setiap



perintah



dikodekan



dan



disusun



dalamsebuah set instruksi.Untuk mendapatkan gambaran yang jelas, bagaimana bagian-bagian dari sebuah komputer atau sistem mikroprosesor bekerja. 2.3 Kontrol CPU atau Hardwire Prosesor adalah sebuah IC yang mengontrol keseluruhan jalannya sebuah sistem komputer dan digunakan sebagai pusat atau otak dari komputer yang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas. Saat data atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (melalui Input-storage), apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operandregister). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices. 7



1. Untuk menggenerasi signal kontrol. 2. Digunakan pada komputer berkinerja tinggi (super komputer) dan RISC 3. Komputer Mainframe sering menggunakannya untuk aritmetik, logika dan shift sederhana dan instruksi akses memori. 4. CU Konvensional menghasilkan suatu rangkaian mirointruksi. 5. Perbedaannya dengan CU Microprogrammed terletak pada gerbang logikanya menggenerasi semua mikroorder sehingga eksekusinya lebih cepat.



2.4 Operasi Pada Intel Core i3



Sesudah memasuki zaman keemasan Intel Pentium yang berakhir dengan munculnya Intel Dual Core. teknologi processor bergerak terus dengan cepat . bahkan jika kita tidak terus update dengan informasi maka pastinya akan ketinggalan jauh untuk informasi tentang teknologi processor. Intel mengeluarkan Core i3 pada tanggal 7 Januari 2010 menggunakan Arsitektur yang dinamakan Nehalem, arsitektur baru ini menawarkan



8



performa yang lebih tinggi dengan pengaturan konsumsi daya yang jauh lebih baik dibandingkan dengan arsitektur Core sebelumnya. Intel Core i3 memiliki dua tipe yaitu: 1. Desktop Processor 2. Mobile Processor (Notebook)



Intel Core i3 untuk tipe desktop menggunakan microachitecture yang diberi codename Clarkdale, yang memilki L3 cache sebesar 4 Mb, dengan Thermal Design Power (TDP) sebesar 74 watt. Core i3 memiliki core processor sebanyak dua. Socket yang digunakan masih socket LGA 1156, sama dengan yang digunakan untuk processor Intel i5. Teknologi tambahan



9



yang “diinjeksikan” pada processor Intel i3 ini adalah di dalam processornya sudah terdapat atau dengan kata lain sudah terintegrasi dengan GPU (Graphical Processing Unit). Jadi komputer akan tetap bisa menyala dan menghasilkan gambar tanpa adanya VGA card. Dan bahkan mungkin bisa memainkan game-game 3D tanpa perlu “kerja keras” GPU dari VGA card. Untuk jenis Intel Core i3 yang digunakan pada notebook, ia menggunakan microarchitecture dengan codename Arrandale. Core i3 versi mobile ini memiliki L3 cache sebesar 3 Mb dan TDP yang jauh lebih kecil, yaitu hanya 35 watt. Dan tentu saja masih memiliki core processor yang sama, yaitu dua buah core dengan integrasi GPUnya. Socket yang digunakan µPGA-989. Intel Core i3 versi mobile ini spesifikasinya sama dengan Intel Core i5-4xx, namun untuk Core i3 berjalan pada clock yang lebih rendah tanpa adanya teknologi Turbo Boost yang dimiliki oleh Intel Core i5. Intel Core i3 merupakan varian paling value dibandingkan dua saudaranya yang lain. Core i3 tidak memiliki Hyper-Threading, yang merupakan teknologi logic-core duplication yang mengijinkan masingmasing core untuk menggunakan 2 logic core. Clock graphics processor mempunyai kecepatan 100 MHz dan semua core i3 mempunyai 2000 seri IGP yang dibatasi sampai 6 execution cores. Kemampuan grafisnya diklaim sama dengan Intel GMA pada chipset G45. Selain itu Core i3 nantinya menggunakan manufaktur hybrid, inti processor



dengan



32nm,



sedangkan



memory



controller/graphics



menggunakan 45nm. Code produk Core i3 adalah “Arrandale”.



2.4.1. Cara Kerja Pada pada prosesor intel core sebelum core i3 yaitu Core2 Duo (prosesor dengan 2 inti prosesor/2 core), jika kecepatan prosesor adalah 3 GHz, itu berarti kedua inti prosesor bekerja dengan kecepatan 3 GHz. ketika prosesor beristirahat, kecepatan dari kedua



10



prosesor akan turun secara bersamaan. Jadi, jika ada software yang hanya bisa menggunakan 1 inti prosesor (contoh: Apple itunes), kedua inti prosesor akan bekerja pada kecepatan tertingginya (3 GHz). Satu inti prosesor bekerja mengolah data, sementara inti lainnya ikut menaikkan kecepatan tanpa mengolah data. Sedangkan pada core i3 (2 inti prosesor/2 core),kondisi di atas hanya akan membuat 1 inti prosesor bekerja dan menggunakan kecepatan maksimumnya. Sementara 1 inti prosesor yang tidak terpakai akan tetap beristirahat untuk menghemat energi.



11



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Unit Kontrol 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. Pada Operasi Unit Kontrol terdapat beberapa jenis operasi yaitu Operasi Mikro, Operasi Prosesor(CPU) atau Hardwire. Yang mana pada setiap operasi tersebut memiliki fungsi masing-masing. Pada Unit Kontrol terdapat 2 fungsi dasar yaitu: 1. Pengurutan : unit control menyebabkan prosesor menuju sejumlah operasi mikro dalam urutan yang benar, yang didasarkan pada program yang sedang dieksekusi. 2. Eksekusi: unit control menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan. 2.2 Saran Menyadari bahwa penulis masih jauh dari kata sempurna, maka penulis berharap agar pembaca bisa memberikan saran kepada penulis agar bisa mengembangkan dan memperbaiki kesalahan dalam penulisan makalah ini.



12



DAFTAR PUSTAKA Farhat.“Pengantar Organisasi dan Arsitektur Komputer, Operasi Unit Kendali”. 20 November 2018.http://farhana.salim.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/ files/62053/M6+-+Operasi+Unit+Kendali.pdf Kusumo, Nurhadi. “Spesifikasi Processor”.20 November 2018.https://www. academia.edu/5713090/Spesifikasi_Processor