Perangkat input memuat program ke dalam memori, CPU mengambil instruksi program dari memori dan menghasilkan data sebelum mengeluarkan data ini ke perangkat output. Sistem komputer ini diusulkan oleh John Von Neumann pada tahun 1940an.

Komputer pribadi

Jam adalah jam literal yang menjaga seluruh sistem tetap terkendali.

Bus sistem adalah kumpulan kabel yang memungkinkan bagian komputer menaruh data pada kabel dan bagian lain membaca data tersebut.

CPU

CPU mengambil dan mengeksekusi instruksi dari memori utama. Instruksi yang dijalankannya sangat mendasar seperti penjumlahan sederhana, pengurangan.

Operasi CPU disinkronkan dengan jam.

Bus Sistem

Bus sistem adalah kumpulan kabel yang digunakan untuk mengirimkan data antara berbagai bagian komputer. Pengirim menempatkan pesan ke dalam bus dan penerima mengambil data dari bus.

Bus sistem memiliki 3 komponen:

  • Bus alamat
  • Bus data
  • Bus kendali

Bus alamat digunakan untuk menentukan lokasi memori apa yang perlu diakses, bus data digunakan untuk membawa nilai, dan bus kontrol memberitahu penerima apa yang harus dilakukan dengan data dan alamat.

Pada kenyataannya biasanya terdapat beberapa bus yang saling berhubungan.

Perlu ada satu komunikasi per bus per siklus atau pertentangan bus akan terjadi.

Perangkat I/O

Saat melakukan operasi I/O, CPU perlu mengetahui kapan perangkat siap. Ada dua cara untuk melakukan ini:

Polling adalah dimana CPU melakukan pengecekan secara berkala untuk melihat apakah perangkat I/O sudah siap atau sudah selesai atau mempunyai input.

Interupsi adalah saat perangkat I/O menginterupsi CPU, mencegahnya menyelesaikan apa yang sedang dilakukannya untuk menangani tindakan I/O.

Penyimpanan

Semua program dan data harus diubah ke bentuk biner dan disimpan di memori utama sebelum diproses.

Ada 3 jenis memori:

  • RAM (Memori Akses Acak) Baca dan Tulis, Volatile. Membentuk sebagian besar memori utama.
  • ROM (Memori Hanya Baca) Hanya Baca. Non-Volatil. Digunakan untuk menyimpan kode boot sistem.
  • Flash Baca dan Tulis. Non-Volatil. Digunakan di pen drive dan SSD.

Memori dapat dianggap sebagai rangkaian kata yang masing-masing memiliki alamat uniknya sendiri. Kebanyakan sistem modern dapat dialamatkan byte dan sering kali menggunakan 8-bit.

Contoh sederhana dari memori:

Bit nol disebut item pertama dalam alamat memori (item ke-0) dan sering disebut bit paling tidak signifikan. Bit paling signifikan adalah item tertinggi dalam daftar memori.

Unit Memori

Sebuah kata terbentuk dari satu atau lebih byte. Bit individual diindeks nol dari kanan ke kiri seperti kebanyakan hal dalam ilmu komputer. Bit nol dapat disebut sebagai bit paling signifikan (lsb) karena umumnya memiliki pengaruh paling kecil terhadap total gabungan karena mewakili unit terkecil.

1 gigitan = 4 bit

1 byte = 8 bit

1 KB (kilobyte) = 210 (1024) byte

1 MB (megabita) = 210 KB

1 GB (gigabita) = 210 MB

1 TB (terabita) = 210 GB

Perhatikan bahwa produsen sering kali menggunakan faktor 1000 daripada 1024.

Instruksi Kode Mesin

Semua kode mesin menggunakan perintah dasar berikut:

  • Transfer data
  • Aritmatika - Menambah, mengurangi, mengalikan, membagi, dll
  • Logis — Dan, atau, tidak, bergeser, putar
  • Uji dan Bandingkan
  • Aliran kontrol — lompatan bersyarat, lompatan tanpa syarat, panggilan subrutin, dan kembali

Format instruksi

Instruksi paling sederhana mungkin diwakili oleh satu byte sementara yang lain mungkin memerlukan banyak byte.

‹Opcode› ‹Len Data› ‹Penentu Operan›

Opcode: Menentukan operasi yang akan dilakukan (lihat header sebelumnya).

Data Len: Menentukan panjang data yang sedang kita kerjakan.

Penentu Operan: lokasi operan sumber dan tujuan hasil. Seringkali satu operan akan beroperasi sebagai sumber dan tujuan.

Mengatasi mode

Lokasi operan ditentukan menggunakan mode pengalamatan:

  • Segera — Nilai operan dikodekan langsung ke dalam instruksi
  • Daftar — Operan ada dalam register CPU
  • Langsung — Operan ada di memori utama, instruksi mengkodekan alamatnya
  • Register Direct — Instruksi menentukan register yang menyimpan alamat memori utama operan.

CPUnya

CPU dikendalikan oleh unit kontrol. Unit Kontrol memasok ALU dengan operan (operasi).

Unit Artimetika dan Logika (ALU) melakukan penjumlahan, pengurangan, pembagian dan perkalian.

Register adalah lokasi penyimpanan di CPU internal. Register lebih cepat dari RAM. Register diberi nama secara individual.

Daftar

Pendaftarannya sangat cepat.

IP disebut penunjuk instruksi (terkadang penghitung program) dan selalu menyimpan lokasi instruksi berikutnya.

IR disebut Register Instruksi. Register instruksi menyimpan instruksi saat ini untuk dieksekusi.

Beberapa register berinteraksi langsung dengan memori utama seperti:

  • MAR — Register alamat memori — Digunakan untuk menyimpan alamat suatu item di memori utama
  • MDR — Daftar Data Memori — Menyimpan data.

Siklus ambil-eksekusi

Unit kontrol mengarahkan siklus Ambil & Jalankan.

  1. Salin alamat yang terdapat dalam IP dan pindahkan ke MAR. Keluarkan permintaan baca.
  2. Tingkatkan IP untuk menunjuk ke instruksi berikutnya — Kami menambah di sini sehingga kami tidak perlu menunggu
  3. Instruksi tiba di MDR — salin ke IR.
  4. Dekode IR untuk mengetahui apa yang diperlukan
  5. Ambil operan dan data apa pun untuk digunakan
  6. Lakukan eksekusi
  7. Lanjutkan ke langkah 1

Jangan ragu untuk terhubung dengan saya

LinkedIn