Operasi Control Unit

Operasi Control Unit

Micro-Operations

Pada unit pemrosesan sentral komputer, micro operation (juga dikenal sebagai mikro-ops atau μops) adalah instruksi tingkat rendah yang rinci yang digunakan dalam beberapa desain untuk menerapkan instruksi mesin yang rumit. Biasanya, micro operation melakukan operasi dasar pada data yang tersimpan dalam satu atau lebih register, termasuk mentransfer data antara register atau antar register dan bus eksternal dari central processing unit (CPU), dan melakukan operasi aritmatika atau logika pada register. Dalam siklus pengambilan-decode-execute tipikal, setiap langkah instruksi makro didekomposisi selama eksekusi sehingga CPU menentukan dan melangkah melalui serangkaian operasi mikro. Eksekusi operasi mikro dilakukan di bawah kontrol unit kontrol CPU, yang menentukan eksekusi mereka saat melakukan berbagai optimasi seperti pemesanan ulang, perpaduan dan caching.

Fetch – 4 Register

Siklus Fetch-Decode-Execute komputer adalah proses dimana komputer:

·       Mengambil instruksi program dari ingatannya,

·       Menentukan apa instruksi yang ingin dilakukan dan melakukan tindakan tersebut.

·     Siklus ini diulang terus menerus oleh central processing unit (CPU), dari bootup saat komputer  dimatikan. Di komputer modern ini berarti menyelesaikan siklus miliaran kali kedua! Tanpa hal tersebut, tidak ada yang bisa dihitung.

Register / sirkuit yang terlibat.

Sirkuit yang digunakan di CPU selama siklus adalah:

1.    Program Counter (PC) - sebuah counter incrementing yang mencatat alamat memori dimana instruksi akan dieksekusi selanjutnya.

Program counter (PC), biasa disebut pointer instruksi (IP) pada mikroprosesor Intel x86 dan Itanium, dan kadang-kadang disebut register alamat instruksi (IAR), [1] penghitung instruksi, [2] atau hanya bagian dari sequencer instruksi , [3] adalah register prosesor yang menunjukkan di mana komputer berada dalam urutan programnya. Pada sebagian besar prosesor, PC bertambah setelah mengambil sebuah instruksi, dan menyimpan alamat memori dari ("menunjuk ke") instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. (Dalam sebuah prosesor dimana incrementation mendahului pengambilan, PC menunjuk pada instruksi saat ini yang dieksekusi.) Prosesor biasanya mengambil instruksi secara berurutan dari memori, namun instruksi transfer transfer mengubah urutannya dengan menempatkan nilai baru di PC. Ini termasuk cabang (kadang disebut lompatan), panggilan subrutin, dan pengembalian. Transfer yang bersyarat pada kebenaran beberapa pernyataan memungkinkan komputer mengikuti urutan yang berbeda dalam kondisi yang berbeda. Cabang menyediakan instruksi berikutnya diambil dari tempat lain di memori. Panggilan subrutin tidak hanya cabang tapi juga menyimpan isi sebelumnya dari PC di suatu tempat. Kembali mengembalikan isi PC yang tersimpan dan mengembalikannya ke PC, melanjutkan eksekusi sekuensial dengan instruksi setelah panggilan subrutin.

2.    Memory Address Register (MAR) - alamat di memori utama yang saat ini sedang dibaca atau ditulis.

Di komputer, Memory Address Register (MAR) adalah register CPU yang menyimpan alamat memori dari mana data akan dimasukkan ke CPU atau alamat dimana data akan dikirim dan disimpan. Dengan kata lain, MAR memegang lokasi memori data yang perlu diakses. Saat membaca dari memori, data yang dialamatkan oleh MAR dimasukkan ke dalam MDR (memory data register) dan kemudian digunakan oleh CPU. Saat menulis ke memori, CPU menulis data dari MDR ke lokasi memori yang alamatnya tersimpan di MAR. MAR yang ditemukan di dalam CPU berjalan baik ke RAM (Random Access Memory atau Cache). Memory Address Register adalah setengah dari antarmuka minimal antara microprogram dan penyimpanan komputer. Setengah lainnya adalah register data memori. Secara umum, MAR adalah register beban paralel yang berisi alamat memori berikutnya untuk dimanipulasi. Misalnya, alamat selanjutnya bisa dibaca atau ditulis.

3.   Memory Buffer Register (MBR) - register dua arah yang menampung data yang diambil dari memori (dan siap untuk diproses oleh CPU) atau data yang menunggu untuk disimpan dalam memori.

Register Data Memori (MDR) atau Memory Buffer Register (MBR) adalah daftar unit kontrol komputer yang berisi data yang akan disimpan dalam penyimpanan komputer (misalnya RAM), atau data setelah diambil dari penyimpanan komputer. Ini bertindak seperti penyangga dan menyimpan sesuatu yang disalin dari memori agar prosesor menggunakannya.

MDR adalah register dua arah. Ketika data diambil dari memori dan ditempatkan ke dalam MDR, ditulis untuk masuk ke satu arah. Bila ada instruksi tulis, data yang akan ditulis ditempatkan ke dalam MDR dari register CPU lain, yang kemudian memasukkan data ke dalam memori.

Register Data Memori adalah setengah dari antarmuka minimal antara microprogram dan penyimpanan komputer, separuh lainnya adalah register alamat memori (MAR). Antarmuka memori yang jauh lebih kompleks ada, tapi ini yang paling sederhana yang bisa bekerja. Register Data Memori (MDR) berisi nilai data yang diambil atau disimpan. Ini adalah kesalahan umum untuk mengatakan bahwa MDR seharusnya berukuran W bit, di mana W adalah ukuran sel. Namun, pada sebagian besar komputer, ukuran sel hanya 8-bit, dan sebagian besar nilai data menempati beberapa sel. Jadi, ukuran MDR biasanya berlipat 8 bit. Nilai khas dari lebar MDR adalah 32 dan 64 bit, yang memungkinkan kita untuk mengambil, dalam satu langkah, baik bilangan bulat atau nilai float. Misalnya, untuk mengambil isi sel 123, kita akan memuat nilai 123 (dalam biner) ke MAR dan melakukan operasi pengambilan. Ketika operasi selesai, salinan isi sel 123 ada di dalam MDR. Untuk menyimpan nilai 98 ke dalam sel 4, kita memuat 4 ke MAR dan 98 ke dalam MDR dan melakukan sebuah toko. Bila operasi telah menyelesaikan isi sel 4 akan diatur ke 98, dengan membuang apa pun yang ada sebelumnya. MDR memiliki dua input dan dua output; data dapat dimuat ke dalam MDR baik dari bus memori atau dari bus prosesor internal. Data yang tersimpan dalam MDR dapat dikirim ke kedua bus.

4.   Current Instruction register (CIR) - tempat induk sementara untuk instruksi yang baru saja diambil dari memori.

Dalam komputasi, register instruksi (IR) adalah bagian dari unit kontrol CPU yang menyimpan instruksi yang saat ini sedang dieksekusi atau diterjemahkan. Pada prosesor sederhana setiap instruksi yang akan dieksekusi dimasukkan ke dalam register instruksi yang menahannya saat ia didekode, disiapkan dan akhirnya dieksekusi, yang dapat mengambil beberapa langkah.

Beberapa prosesor yang rumit menggunakan pipa instruksi register dimana setiap tahap pipa melakukan bagian dari decoding, preparasi atau eksekusi dan kemudian meneruskannya ke tahap berikutnya untuk langkahnya. Prosesor modern bahkan bisa melakukan beberapa langkah di luar urutan karena decoding pada beberapa instruksi dilakukan secara paralel.

Menguraikan kode op di register instruksi termasuk menentukan instruksi, menentukan di mana operan berada dalam memori, mengambil operan dari memori, mengalokasikan sumber daya prosesor untuk menjalankan perintah (dalam prosesor superscalar), dll. Output dari IR tersedia untuk mengendalikan rangkaian yang menghasilkan sinyal waktu yang mengendalikan berbagai elemen pemrosesan yang terlibat dalam melaksanakan instruksi. Pada siklus instruksi, instruksi dimasukkan ke register Instruksi setelah prosesor mengambilnya dari lokasi memori yang ditunjukkan oleh penghitung program.

Sumber: Tugas Matakuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer@Edwin-Erdiyana

Baca juga: Lanjutan-Operasi Control Unit: Siklus Intruksi.

Tweet