1. Jelaskan
perbedaan utama organisasi komputer dan arsitektur komputer? berikan contohnya.
Jawab:
Definisi Organisasi
Komputer
Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan
unit–unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem
komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek
organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka. teknologi
memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol.
Contoh dari organisasi komputer adalah teknologi hardware,
perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori dan sinyal sinyal control.
Definisi Arsitektur Komputer
Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian
atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer.
Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan,
mekanisme I/O.
Contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur Von
Neumann, CISC, RISC, blue gene, dll.
Perbedaan utama Organisasi dengan Arsitektur Komputer adalah,
organisasi komputer merupakan sekumpulan unit unit operasional pada
komputer yang bekerja bersama-sama demi satu tujuan, sedangkan arsitektur
komputer merupakan teknik yang digunakan dalam perancangan suatu organisasi
komputer agar dapat berjalan sebagai mana mestinya.
2. Gambarkan
dan Jelaskan Cara Kerja Struktur - Unit Kontrol
Jawab:
Cara kerja Control Unit adalah ketika sebuah komputer pertama kali diaktifkan power-nya, maka komputer tersebut menjalankan operasi bootstrap. Operasi ini akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memory yang telah diketahui sebelumnya dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk dieksekusi. Instruksi-intruksi dibaca dari memory dan dieksekusi sesuai dengan urutan penyimpanannya. Program counter dari suatu computer menyediakan suatu cara untuk menyimpan lokasi instruksi berikutnya. Urutan eksekusi berubah dengan memindah lokasi intruksi baru ke program counter sebelum pembacaan (fetch) instruksi dikerjakan. Sebuah intruksi merupakan kalimat imperatif pendek yang sudah dapat menjelaskan makna dari perintah tersebut. Suatu intruksi terdiri dari :
Kode operasi yang mengindikasikan pekerjaan apa yang akan
dilaksanakan
Operands yang mengidentifikasikan nilai data atau lokasi
memory.
Ketika intruksi-intruksi diterima oleh Control
Unit, operation code akan mengaktifkan urutan logic untuk
mengeksekusi intruksi-intruksi tersebut.
Satu eksekusi program terdiri dari beberapa instruction
cycle yang menjadi komponen penyusun dari program tersebut. Sedangkan
untuk setiap instruction cycle terdiri dari beberapa sub
cycle lagi seperti ftech cycle, indirect cycle, execute
cucle, dan interrupt cycle. Setiap sub cycle ini disusun
dari beberapa perintah dasar yang disebut micro operation. Untuk
lebih jelasnya, seperti di bawah ini :
Setiap control signal yang ada sebenarnya berfungsi
sebagai switch untuk menghubungkan beberapa regsiter (MAR, MBR, PC,
IR) serta komponen lainnya seperti ALU dan setiap micro
operation diwakilkan oleh satu control signal. Micro operation
bekerja antar register untuk membentuk suatu sub cycle, sebagai contoh fetch
cycle :
a. T1 : MAR ç (PC)
b. T2 :
MBR ç (memory)
PC ç (PC)
+ 1
c. T3 :
IR ç (MBR)
Sebagai contoh sederhana dari control signal seperti bagan di
bawah ini :
Untuk ftech
cycle, micro operation pertama adalah MAR ç (PC) yang diwakilkan oleh
control signal C2. Selanjutnya MBR ç (memory) diwakilkan C5 dan
seterusnya.
Pada
hardwire implementation control unit sebagai combinatorial circuit yang dibuat
berdasarkan control signal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap control
signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat
menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode ini
digunakan PLA (progammable logic array) untuk merepresentasikan control
signal. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (progammable logic
array) untuk merepresentasikan control signal, seperti gambar di bawah ini :
Input untuk control unit yaitu IR, flags, clock, dan control
bus signal. Flags dan control bus signal memiliki representasi secara langsung
dan signifikan terhadap operasi bila dibandingkan dengan IR dan clock. Untuk IR
sendiri, control unit akan menggunakan operation code yang terdapat pada IR.
Setiap operation code menandakan setiap proses yang berbeda. Proses ini dapat
disederhanakan dengan digunakannya decoder. Decoder memiliki n input dan 2n
output yang akan merepresentasikan opcode. Jadi input dari IR akan diterjemakan
oleh decoder sebelum menjadi input ke control unit.
Clock digunakan untuk mengukur durasi dari micro operation.
Untuk mengantisipasi propagasi sinyal yang dikirimkan melalui data paths dan
rangkaian prosesor, maka periode dari setiap clock seharusnya cukup besar.
Untuk mengatasinya digunakan counter yang dapat memberikan clock input bagi
control signal yang berbeda, namun pada akhir instruction cycle, contol unit
harus mengembalikan ke counter untuk menginisialisasikan periode awal.
Setiap
control signal direptresentasikan dengan fungsi Boolean lalu dibuatlah combinatorial
circuit. Contohnya untuk C5 [MBR ç (memory)] digunakan di fetch cycle
dan indirect cycle. Masing-masing sub cycle direpresentasikan dengan 2 bit, P
dan Q. maka untuk C5 : C5 = ~P.~Q. T2 + ~P.Q.T2 >> T2 adalah clock yang
digunakan.
Setelah itu
juga harus diperhatikan karena setiap operasi untuk execute cycle tidak sama.
Tetapi untuk memudahkan dalam contoh ini execute cycle membaca LDA dari memory,
sehingga secara lengkap : C5 = ~P.~Q.T2 + ~P.Q.T2 + P.~Q.(LDA).T2.
Berbeda dengan sebelumnya, programmed implementation tidak
menggunakan combinatorial circuir namun menggunakan instruction yang disimpan
pada control memory. Proses untuk menghasilkan control signal dimulai dengan
seqencing logic yang memberi perintah READ kepada contol memory. Kemudian
dilanjutkan dengan pemindahan cari CAR (control address register) ke CBR
(contol buffer register) isi alamat yang ditujukan oleh control memry. Setelah
itu CBR mengeluarkan control signal yang dituju dan alamat selanjutnya ke
sequencing logic. Terakhir, sequencing logic akan memberikan alamat baru ke CAR
beradasarkan informasi dari CBR dan ALU.
Referensi :
