INTERKONEKSI, FETCH & EXECUTE

I N T E R K O N E K S I

Komputer terdiri dari satu set komponen atau modul dari tiga tipe dasar (prosesor, memori, I/O) yang berkomunikasi satu sama lain. Pada dasarnya, komputer adalah jaringan modul bacis. Sehingga harus ada jalan untuk menghubungkan modul.

Koleksi jalan yang menghubungkan berbagai modul disebut struktur interkoneksi.

Desain struktur ini akan tergantung pada pertukaran yang harus dilakukan antara modul.

Angka 3,15 menunjukkan jenis pertukaran yang dibutuhkan oleh yang menunjukkan bentuk utama dari input dan output untuk setiap jenis modul Struktur interkoneksi adalah kumpulan lintasan yang menghubungkan berbagai komponen-komponen seperti CPU, Memory dan I/O, yang saling berkomunikasi satu dengan lainnya.

1.    CPU

CPU membaca instruksi dan data, menulis data setelah diolah, dan menggunakan signal-signal kontrol untuk mengontrol operasi sistem secara keseluruhan. CPU juga menerima signal-signal interupt.

2.    MEMORY

Memory umumnya modul memory terdiri dari n word yang memiliki panjang yang sama. Masing-masing word diberi alamat numerik yang unik (0,1…,N-1). Sebuah word data dapat dibaca dari memory atau ditulis ke memori. Sifat operasinya ditandai oleh signal-signal control read dan write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.

3.    I/O

I/O berfungsi sama dengan memory. Terdapat dua buah operasi, baca dan tulis. Selain itu, modul-modul I/O dapat mengontrol lebih dari 1 perangkat eksternal. Kita dapat mengaitkan interface ke perangkat eksternal sebagai sebuah port dan memberikan alamat yang unik (misalnya,0,1,…,M-1) ke masing-masing port tersebut. Di samping itu, terdapat juga lintasan-lintasan data internal bagi input dan output data dengan suatu perangkat eksternal. Terakhir, modul I/O dapat mengirimkan sinyal-sinyal interupt ke cpu.

4.    PROCESSOR

Prosesor membaca dalam instruksi dan data, menulis data setelah keluar pengolahan, dan menggunakan sinyal kontrol untuk mengendalikan keseluruhan sistem operasi. Juga menerima sinyal interupt.

Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul – modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data berikut :

A.    Memori ke CPU

CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.

B.    CPU ke Memori

CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.

C.    I/O ke CPU

CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.

D.    CPU ke I/O

CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.

E.    I/O ke Memori atau dari Memori ke I/O digunakan pada sistem DMA.

T A H A P A N  E K S E K U S I  P R O G R A M

Eksekusi instruksi meliputi langkah-langkah berikut :

A.    Penentuan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi

B.     Pengambilan instruksi dari lokasi yang ditunjuk tersebut, kemudian meletakkannya di register instruksi (Instruction Register) yang terletak berdampingan dengan Control Unit.

C.     Penterjemahan (decode) instruksi untuk mengetahui operasi apa yang harus dilakukan.

D.    Kalkulasi alamat operand (data yang akan dilibatkan dalam operasi), kemudian ambil operand tersebut.

E.     Melakukan operasi tertentu terhadap operand tersebut.

F.      Simpan hasilnya pada salah satu lokasi data, register atau memori.

G.    Pengecekan terhadap keberadaan interupsi. Jika ada, maka eksekusi instruksi berikutnya ditunda dan operasi instruksi interupsi dimulai.

Gambar 1.1 memperlihatkan siklus instruksi yang secara garis besar terdiri dari tahap pengambilan (fetch cycle) dan tahap eksekusi (execution cycle). Sedangkan Gambar 1.2 berisi diagram keadaan (state diagram) yang merupakan rincian siklus eksekusi instruksi.

Gambar 1.1 Siklus Instruksi

Gambar 1.2 Diagram Keadaan untuk Langkah Instruksi

Gambar 1.3 memperlihatkan contoh siklus eksekusi sebuah instruksi yang terdiri dari 6 tahap, yaitu:

1.      Karena PC (Program Counter) berisi angka 300, maka instruksi yang akan diambil adalah instruksi yang terletak di memori alamat 300, yaitu instruksi dengan kode 1940. Instruksi tersebut diambil dari memori kemudian disimpan di register instruksi (Instruction Register).

2.      Misalkan kode 1940 merupakan instruksi dengan kode operasi (Operation Code, opcode) 1, diikuti dengan 940 yang merupakan alamat operand. Opcode 1 berarti instruksi untuk mengcopy data dari alamat operand (dalam hal ini 940) ke akumulator. Maka data yang terletak di alamat 940 dicopy ke accumulator untuk diproses dalam siklus eksekusi ini.

3.      Setelah itu isi PC ditambah satu (incremented) sehingga isinya menjadi 301. Artinya, instruksi berikutnya yang harus diambil dari memori dan dieksekusi terletak di memori alamat 301, yaitu instruksi dengan kode 5941. Instruksi tersebut mengandung opcode 5 dan alamat operand 941.

4.      Karena 5 berarti penjumlahan antara isi akumulator dengan isi memori yang alamatnya diberikan di sebelah angka 5, maka isi akumulator dijumlahkan dengan isi memori alamat 941. Kemudian hasil penjumlahannya dikembalikan ke akumulator.

5.      Setelah PC ditambah satu, maka isinya menjadi 302, sehingga instruksi berikutnya yang diambil dari memori adalah 2941, yaitu opcode 2 dan operand 941.

6.      Arti 2941 adalah perintah untuk mengcopy isi akumulator ke memori alamat 941.

Gambar 1.3 Contoh Eksekusi Progra

F E T C H   &    E X E C U T E

FETCH

Arti kata fetch dalam bahasa Indonesia adalah menjemput. Sebagai salah satu operasi yang terjadi pada CPU, fetch merupakan peristiwa pengambilan perintah dan data yang diperlukan. Fetch merupakan proses mengambil atau membawa instruksi dari memori utama ke CPU.

Istilah fetch ini disebut juga dengan instruction fetch, fetch phase, fetch cycle, atau instruction cycle. Operasi fetch ini selalu yang pertama dilakukan oleh CPU terutama untuk mendapatkan informasi atau data tentang instruksi yang dikerjakannya.

Pertama kali yang dilakukan mengambil instruksi dan data dari luar chip, biasanya dari DRAM. Misalnya perintah matematika sederhana untuk penambahan bilangan. Dalam beberapa kasus, data yang digunakan oleh suatu instruksi sudah termasuk di dalamnya, sedangkan dalam beberapa kasus lain, suatu instruksi langsung menunjukkan alamat dimana data yang akan diproses berada. Lokasi dimana alamat data yang akan diproses berada tersebut dengan address. Jadi dalam perintah penambahan, yaitu “add” bisa langsung berupa nilai dari dua bilangan yang akan ditambahkan atau alamat dimana nilai x dan nilai y berada, yang disebut dengan address x dan address y.

Sebuah instruksi sebenarnya terdiri dari dua bagian, dimana bagian pertama merupakan aksi yang akan dijalankan yang disebut dengan opcode, dan bagian kedua adalah data yang akan dikerjakan yang disebut dengan operand. Dalam contoh instruksi matematika untuk penambahan bilangan tadi, penambahan sendiri instruksinya adalah add, inilah yang disebut dengan opcode. Sedangkan address yang menunjukkan alamat dari nilai x dan nilai y, yang disebut dengan address x dan address y disebut dengan operand.

Yang terjadi pada fetch ini adalah peristiwa pengambilan instruksi melalui bus yang ditunjukkan oleh bus address. Ketika bus address menunjukkan alamatnya, maka instruksi diambil berdasarkan alamat tersebut, sedangkan instruksinya dikirimkan melalui bus data.

Jadi kesimpulannya Fetch adalah rangkaian aksi peristiwa pengambilan perintah dan data yang diperlukan dari memori utama ke CPU, yang terjadi pada sebuah CPU dalam menjalankan setiap perintah dalam bahasa mesin pada sebuah program.

EXECUTE

Execute atau Eksekusi adalah Instruksi untuk menjalankan program yang telah dikompilasi oleh komputer.

Eksekusi Program yang berarti sistem operasi memiliki kemampuan untuk menjalankan program dengan mengambil instruksi beserta data yang diperlukan oleh program tersebut, lalu menempatkannya pada memori, dan melaksanakan perintah yang ada pada program.

Link Download PDF
https://drive.google.com/file/d/0BzwBEkaMWIkKekx0UEVpUjJYVW8/view?usp=sharing

YOUDHY TRYCHATOUR SEFTYAWAN [ 1 5 1 – 6 0 1 – 0 2 1 ]