Central Processing Unit (CPU) merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain, pemroses/prosesor (processor), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menajadi aspek penting dalam penerapan CPU.
1. SISTEM BUS
BUS sistem terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen yang menghubungkan komponen-kompoen utama komputer (CPU, Memori. I/O). Sistem bus adalah penghubunga bagis keseluruhan komponen-komponen dalam menjalankan tugasnya.
 |
| Gambar 3. Skema Interkoneksi ke BUS |
- Saluran data
- Saluran Alamat
- Saluran Kontrol
Beberapa BUS utama dalam sistem komputer modern adalah sebagai berikut :
1. Bus Processor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke chace atau memori utama ke chipset kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus lainnya. Sistem komputer selain Intel x86 mungkin memiliki bus-nya sendiri-sendiri. Bus ini berjalan pada kecepatan 100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266 MHz, 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz. Umumnya, bus ini memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu mentransfer 8 byte.
2. Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit, sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan.
3. Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).
4. Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)
5. Bus PCI-X
6. Bus ISA (Industry Standard Architecture)
7. Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)
8. Bus MCA (Micro Channel Architecture)
9. Bus SCSI (Small Computer System Interface). Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar.
10. Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI.
2. Arithmethic and Logic Unit
Arithmatic Logical Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori.
Perhitungan pada ALU adalah bentuk bilangan integer yang direpresentasikan dengan bilangan biner. Namun, untuk saat ini, ALU dapat mengerjakan bilangan floating point atau bilangan berkoma, tentu saja dipresentasikan dengan bentuk bilangan biner. ALU mendapatkan data (operand, operator, dan instruksi) yang akan disimpan dalam register. Kemudian data tersebut diolah dengan aturan dan sistem tertentu berdasarkan perintah control unit. Setelah proses ALU dikerjakan, output akan disimpan dalam register yang dapat berupa sebuah data atau sebuah instruksi. Selain itu, bentuk output yang dihasilkan oleh ALU berupa flag signal. Flag signal ini adalah penanda status dari sebuah CPU. Bilangan integer (bulat) tidak dikenal oleh komputer dengan basis 10. Agar komputer mengenal bilangan integer, maka para ahli komputer mengkonversi basis 10 menjadi basis 2. Seperti kita ketahui, bahwa bilangan berbasis 2 hanya terdiri atas 1 dan 0. Angka 1 dan 0 melambangkan bahwa 1 menyatakan adanya arus listrik dan 0 tidak ada arus listrik. Namun, untuk bilangan negatif, computer tidak mengenal simbol (-). Komputer hanya mengenal simbol 1 dan 0. Untuk mengenali bilangan negatif, maka digunakan suatu metode yang disebut dengan Sign Magnitude Representation. Metode ini menggunakan simbol 1 pada bagian paling kiri (most significant) bit. Jika terdapat angka 18 = (00010010)b, maka -18 adalah (10010010)b. Akan tetapi, penggunaan sign-magnitude memiliki 2 kelemahan. Yang pertama adalah terdaptnya -0 pada sign magnitude[0=(00000000)b; -0=(10000000)b]. Seperti kita ketahui, angka 0 tidak memiliki nilai negatif sehingga secara logika, sign-magnitude tidak dapat melakukan perhitungan aritmatika secara matematis. Yang kedua adalah, tidak adanya alat atau software satupun yang dapat mendeteksi suatu bit bernilai satu atau nol karena sangat sulit untuk membuat alat seperti itu. Oleh karena itu, penggunaan sign magnitude pada bilangan negatif tidak digunakan, akan tetapi diganti dengan metode 2′s complement. Metode 2′s complement adalah metode yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan negatif pada komputer. Cara yang digunakan adalah dengan nilai terbesar dari biner dikurangin dengan nilai yang ingin dicari negatifnya. Contohnya ketika ingin mencari nilai -18, maka lakukan cara berikut:
1. ubah angka 18 menjadi biner (00010010)b
2. karena biner tersebut terdiri dari 8 bit, maka nilai maksimumnya adalah 11111111
3. kurangkan nilai maksimum dengan biner 18 -> 11111111 – 00010010 = 11101101
4. kemudian, dengan sentuhan terakhir, kita tambahkan satu -> 11101101 + 00000001 = 11101110
Dengan metode 2′s complement, kedua masalah pada sign magnitude dapat diselesaikan dan komputer dapat menjalankan. Namun, pada 2′s complement, nilai -128 pada biner 8 bit tidak ditemukan karena akan terjadi irelevansi.
1. ubah angka 18 menjadi biner (00010010)b
2. karena biner tersebut terdiri dari 8 bit, maka nilai maksimumnya adalah 11111111
3. kurangkan nilai maksimum dengan biner 18 -> 11111111 – 00010010 = 11101101
4. kemudian, dengan sentuhan terakhir, kita tambahkan satu -> 11101101 + 00000001 = 11101110
Dengan metode 2′s complement, kedua masalah pada sign magnitude dapat diselesaikan dan komputer dapat menjalankan. Namun, pada 2′s complement, nilai -128 pada biner 8 bit tidak ditemukan karena akan terjadi irelevansi.
Bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada di sistem komputer, yaitu :
- mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
- mengambil instruksi-instruksi dari memori utama
- mengambil data dari memori utama untuk diproses
- mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja dari ALU
- mengirim hasil proses ke memori utama untuk disimpan dan pada saatnya disajikan ke alat
output.
4. Set Register
Ada berbagai register prosesor yang digunakan untuk mengendalikan operasi prosesor – sebagian besar tidak terlihat oleh pengguna tetapi beberapa dapat terlihat oleh instruksi mesin dieksekusi dalam kontrol atau mode sistem operasi .
Empat register sangat penting untuk eksekusi instruksi
1. Program counter (PC) – alamat instruksi yang akan diambil
2. Instruction register (IR) – instruksi yang terakhir diambil
3. Memory address register (MAR) – alamat lokasi dalam memori
4. Memory buffer register (MBR) – kata data yang akan ditulis ke memori atau kata yang paling baru dibaca.
Banyak prosesor termasuk register atau kumpulan register yang dikenal sebagai kata status program ( PSW ) yang berisi informasi status . Beberapa bidang umum termasuk
Sign – tanda sedikit hasil dari operasi aritmatika terakhir
Zero – Mengatur kapan hasilnya adalah 0
Carry – Mengatur jika operasi menghasilkan carry masuk atau meminjam dari sedikit high-order
Equal – Mengatur jika hasil membandingkan logis adalah kesetaraan
Overflow – Digunakan untuk menunjukkan aritmetik overflow
Interrupt Enable/Disable – Digunakan untuk mengaktifkan / menonaktifkan interupsi
Supervisor – menunjukkan apakah prosesor mengeksekusi di supervisor atau mode pengguna
Ada berbagai register prosesor yang digunakan untuk mengendalikan operasi prosesor – sebagian besar tidak terlihat oleh pengguna tetapi beberapa dapat terlihat oleh instruksi mesin dieksekusi dalam kontrol atau mode sistem operasi .
Empat register sangat penting untuk eksekusi instruksi
1. Program counter (PC) – alamat instruksi yang akan diambil
2. Instruction register (IR) – instruksi yang terakhir diambil
3. Memory address register (MAR) – alamat lokasi dalam memori
4. Memory buffer register (MBR) – kata data yang akan ditulis ke memori atau kata yang paling baru dibaca.
Banyak prosesor termasuk register atau kumpulan register yang dikenal sebagai kata status program ( PSW ) yang berisi informasi status . Beberapa bidang umum termasuk
Sign – tanda sedikit hasil dari operasi aritmatika terakhir
Zero – Mengatur kapan hasilnya adalah 0
Carry – Mengatur jika operasi menghasilkan carry masuk atau meminjam dari sedikit high-order
Equal – Mengatur jika hasil membandingkan logis adalah kesetaraan
Overflow – Digunakan untuk menunjukkan aritmetik overflow
Interrupt Enable/Disable – Digunakan untuk mengaktifkan / menonaktifkan interupsi
Supervisor – menunjukkan apakah prosesor mengeksekusi di supervisor atau mode pengguna
sumber
http://bukutuliskecil.blogspot.co.id/2014/12/tugas-5-cpu.html
http://irfan-abet.blogspot.co.id/2015/01/cpu.html
http://saifuljunioroffical.blogspot.co.id/2014/12/artikel-tentang-alu-arithmatic-logic.html
http://ronialdianto.blogspot.co.id/2014/11/siklus-organisasi-prosesor-komponen.html
Set Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction Set Architecture (ISA)) didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).
ISA merupakan sebuah spesifikasi dari Pullman semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain.
JENIS - JENIS INSTRUKSI
- Data Processing / Pengolahan Data : instruksi-instruksi aritmetika dan logika. Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolahdata numeric, sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan terutama untuk data di register CPU.
- Data Storage / Penyimpanan Data : instruksi-instruksi memori. Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.
- Data Movement / Perpindahan Data : instruksi I/O. Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data ke dalam memori dan mengembalikan hasil komputansi kepada pengguna.
- Control / Kontrol : instruksi pemeriksaan dan percabangan. Instruksi-instruksi kontrol digunakan untuk memeriksa nilai data, status komputansi dan mencabangkan ke set instruksi lain.
Metode pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitektur disebagian unit pengolah pusat (CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan menentukan bagaimana bahasa mesin petunjuk dalam arsitektur untuk mengidentifikasi operan dari setiap instruksi. Sebuah mode pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan menggunakan informasi yang diadakan di register dan / atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.
Jenis-jenis metode pengalamatan diantaranya :
2. Register Addressing Mode
3. Direct Addressing Mode
- Immediate Addressing Mode
2. Register Addressing Mode
3. Direct Addressing Mode
4. Indirect Addressing Mode
R0 atau R1 digunakan untuk menunjukkan Destination Address
MOV A,#30h ; salin immediate data 30h ke Akumulator
MOV R0,#7Fh ; salin immediate data 7Fh ke register R0
MOV @R0,A ; salin the data in A ke alamat di R0
R0 atau R1 digunakan untuk menunjukkan Source Address
MOV R0,#7Fh ; salin immediate data 7Fh ke register R0
MOV @R0,#30h ; salin immediate data 30 ke alamat di R0
MOV A,@R0 ; salin isi dari alamat di R0 ke Akumulator
NB : klik gambar untuk melihat lebih jelas
DESAIN SET INSTRUKSI
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya :
- Kelengkapan set instruksi
- Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
- Kompatibilitas : Source code compatibility dan Object code compatibility
a. Operation Repertoire, berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan dan berapa sulit operasinya.
b. Data Types, tipe / jenis data yang dapat diolah.
c. Instruction Format, panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
d. Register, banyaknya register yang dapat digunakan.
e. Addressing, mode pengalamatan untuk operand.
sumber:
topan_sukma.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/.../Presentasi+Kelompok+2.pptx
http://irfan-abet.blogspot.co.id/2015/01/arsitektur-set-instruksi.html
http://jovanangga.blogspot.co.id/2012/11/set-instruksi-dan-teknik-pengalamatan.html |
| gambar1. simbol thyristor |
- JENIS-JENIS THYRISTOR
Thyristor dibuat hampir seluruhnya dengan proses difusi.Thyristor dapat secara umum diklasifikasikan menjadi sembilan kategori:
 |
| gambar2. Silicon Controlled Rectifier |
SCR adalah dioda yang memiliki 3 kaki Terminal. Kaki Terminal ke-3 pada SCR tersebut dinamai dengan Terminal “Gate” atau “Gerbang” yang berfungsi sebagai pengendali (Control), sedangkan kaki lainnya sama seperti Dioda pada umumnya yaitu Terminal “Anoda” dan Terminal “Katoda”. Silicon Controlled Rectifier (SCR) merupakan salah satu dari anggota kelompok komponen Thyristor.
Silicon Controlled Rectifier (SCR) atau Thrystor pertama kali diperkenalkan secara komersial pada tahun 1956. SCR memiliki kemampuan untuk mengendalikan Tegangan dan daya yang relatif tinggi dalam suatu perangkat kecil. Oleh karena itu SCR atau Thyristor sering difungsikan sebagai Saklar (Switch) ataupun Pengendali (Controller) dalam Rangkaian Elektronika yang menggunakan Tegangan / Arus menengah-tinggi (Medium-High Power). Beberapa aplikasi SCR di rangkaian elektronika diantaranya seperi rangkaian Lampu Dimmer, rangkaian Logika, rangkaian osilator, rangkaian chopper, rangkaian pengendali kecepatan motor, rangkaian inverter, rangkaian timer dan lain sebagainya.
Pada dasarnya SCR atau Thyristor terdiri dari 4 lapis Semikonduktor yaitu PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) atau sering disebut dengan PNPN Trioda. Terminal “Gate” yang berfungsi sebagai pengendali terletak di lapisan bahan tipe-P yang berdekatan dengan Kaki Terminal “Katoda”. Cara kerja sebuah SCR hampir sama dengan sambungan dua buah bipolar transistor (bipolar junction transistor).
2. Fast-switching thyristor(SCR)
Thyristor ini memiliki dv/dt yang tinggi, biasanya 1000V/µs dan di/dt sebesar 1000 A/ µs. Turn-off yang cepat dan di/dt yang tinggi akan sangat penting untuk mengurangi ukuran dan berat dari komponen rangkaian reaktif dan/atau commutating. Tegangan keadaan on dari thyristor 2200 A, 1800 V, dan waktu turn off sangat cepat, sekitar 3 sampai 5 µs, biasa dikenal sebagai asymmetrical thyristor (ASCRT).
3. Gate-turn-off thyristor (GTO)
 |
| gambar3. simbol GTO |
Thyristor normal (rectifier silikon dikontrol) tidak sepenuhnya switch dikontrol (a "sepenuhnya dikontrol switch" dapat diaktifkan dan dinonaktifkan di akan). Thyristor hanya dapat dihidupkan dan tidak bisa dimatikan. Thyristor diaktifkan ON oleh sinyal gerbang, tapi bahkan setelah sinyal gerbang adalah de-menegaskan (dihapus), thyristor tetap di ON-negara sampai kondisi turn-off terjadi (yang dapat penerapan tegangan balik ke terminal, atau ketika arus yang mengalir melalui (maju saat ini) jatuh di bawah nilai ambang tertentu yang dikenal sebagai "holding current"). Dengan demikian, thyristor berperilaku seperti dioda semikonduktor normal setelah dihidupkan atau "dipecat".
GTO dapat diaktifkan oleh sinyal gerbang, dan juga dapat dimatikan oleh sinyal gerbang polaritas negatif. Aktifkan dilakukan dengan pulsa "arus positif" antara gerbang dan katoda terminal. Sebagai gerbang-katoda berperilaku seperti persimpangan PN, akan ada beberapa tegangan yang relatif kecil antara terminal. Pergantian fenomena di GTO Namun, tidak dapat diandalkan sebagai SCR (thyristor) dan gerbang kecil arus positif harus dipertahankan bahkan setelah menyalakan untuk meningkatkan keandalan.
 |
| gambar4. perbandingan SCR dengan GTO |
4. Bidirectional triode thyristor(TRIAC)
 |
| gambar5. struktur dan simbol TRIAC |
Gambar5 menjelaskan bahwa TRIAC pada dasarnya merupakan gabungan dari 2 buah SCR yang rangkai secara bolak balik dengan gate disatukan. TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik, sehingga dapat melewatkan arus dua arah.
5. Reverse-conducting thyristor (RCT)
Pada banyak rangkaian chopper atau inverter, diode anti parallel dihubungkan secra SCR untuk memperbolehkan aliran arus reverse karena beban induktif dan untuk meningkatkan kinerja saat turn off dari rangkaian commutation. Diode memotong tegangan balik blocking dari SCR ke-1 atau 2 V pada kondisi tunak. Akan tetapi pada kondisi transien, tegangan balik dapat meningkat hingga 30 V karena tegangan induksi pada rangkaian karena induktansi stray dalam devais.
Suatu RCT dapat dipandang sebagai suatu kompromi antara karakteristik devais dan kebutuhan dari rangkaian RCT dapat dianggap sebagai suatu thyristor dengan built-in diode anti paraler. RCT juga dikenal sebagai aymmetrical thyristor (ASCR). Tegangan forward blocking berfariasi antara 400 sampai dengan 2000 V dan rating arus bergerak hingga 500 A. Tegangan blocking revers biasanya sekitar 30 sampai dengan 40 V. karena rasio arus maju yang melalui thyristor terhadap arus reverse dari diode tetap untuk suatu devais, aplikasinya dibatasi oleh perancangan rangkaian tertentu.
6. Static induction thyristor (SITH)
SITH biasanya dihidupkan dengan memberikan tegangan gerbang positif seperti thyristor biasa dan dimatikan dengan memberikan tegangan negatif pada gerbangnya. SITH merupakan devais dengan pembawa muatan minoritas. Akibatnya, SITH memiliki resistansi/tegangan jatuh keadaan on yang rendah dan dapat dibuat dengan rating tegangan dan arus yang lebih tinggi.
SITH memiliki kecepatan switching yang tinggi dengan kemampuan dv/dt dan di/dt yang tinggi. Waktu switchingnya berada pada orde 1 sampai dengan 6 µs. Rating tegangan dapat mencapai 2500 V dan rating arus dibatasi 500 A. Devais ini sangat sensitive terhadap proses produksi, gangguan kecil pada proses produsi akan menghasilkan perubahan yang besar pada karakteristik devais.
 |
| gambar6. simbol RCT |
Suatu RCT dapat dipandang sebagai suatu kompromi antara karakteristik devais dan kebutuhan dari rangkaian RCT dapat dianggap sebagai suatu thyristor dengan built-in diode anti paraler. RCT juga dikenal sebagai aymmetrical thyristor (ASCR). Tegangan forward blocking berfariasi antara 400 sampai dengan 2000 V dan rating arus bergerak hingga 500 A. Tegangan blocking revers biasanya sekitar 30 sampai dengan 40 V. karena rasio arus maju yang melalui thyristor terhadap arus reverse dari diode tetap untuk suatu devais, aplikasinya dibatasi oleh perancangan rangkaian tertentu.
6. Static induction thyristor (SITH)
SITH biasanya dihidupkan dengan memberikan tegangan gerbang positif seperti thyristor biasa dan dimatikan dengan memberikan tegangan negatif pada gerbangnya. SITH merupakan devais dengan pembawa muatan minoritas. Akibatnya, SITH memiliki resistansi/tegangan jatuh keadaan on yang rendah dan dapat dibuat dengan rating tegangan dan arus yang lebih tinggi.
SITH memiliki kecepatan switching yang tinggi dengan kemampuan dv/dt dan di/dt yang tinggi. Waktu switchingnya berada pada orde 1 sampai dengan 6 µs. Rating tegangan dapat mencapai 2500 V dan rating arus dibatasi 500 A. Devais ini sangat sensitive terhadap proses produksi, gangguan kecil pada proses produsi akan menghasilkan perubahan yang besar pada karakteristik devais.
7. Light-activated silicon-controlled rectifier (LASCR)
 |
| gambar7. simbol LASCR |
LASCR digunakan untuk pemakaian arus dan tegangan yang tinggi. LASCR menyediakan isolasi elektris penuh antara sumber cahaya pen-trigger dan devais switching dari converter daya, dengan potensial mengambang tinggi hingga beberapa kilovolt.
8. FET-controlled thyristor(FET-CTH)
 |
| gambar8. simbol FET-CTH |
Devais ini dapat dihidupakan seperti thyristor konvensional, akan tetapi tidak dapat dimatikan oleh kendali gerbang. Hal ini akan sangat diperlukan pada aplikasi yang optical firing digunakan untuk menghasilkan isolasi elektrik antara masukan atau sinyal control dan devais pensaklaran dari converter daya.
9. MOS-controlled thyristor (MCT)
 |
| gambar9. simbol MCT |
MCT dapat beroperasisebagai devais yang dikontrol oleh gerbang jika arusnya lebih kecil dari arus maksimum yang dapat dikontrol. Usaha untuk membuat MCT off pada arus yang melebihi nilai itu akan menyebabkan kerusakan pada devais. Untuk nilai arus yang tinggi, MCT harus dimatikan seperti thyristor biasa. Lebar pulsa gerbang tidak kritis untuk arus devais yang lebih kecil. Untuk arus besar, lebar pulsa turn off harus lebih besar dari pulsa turn-off harus lebih besar.
sumber:
http://teknikelektronika.com/pengertian-scr-silicon-controllled-rectifier-prinsip-kerja-scr/
https://en.wikipedia.org/wiki/Gate_turn-off_thyristor
http://zonaelektro.net/triac/
http://bersamabelajaruntuktahu.blogspot.co.id/2010/08/jenis-jenis-thyristor.html
http://www.eng.uwi.tt/depts/elec/staff/rdefour/ee33d/s4_ttypes.html
http://www.circuitstoday.com/mos-controlled-thyristor-mct
Secara umum komputer dapat bekerja dengan bagan blok sistem komputer dan cara kerja komputer sebagai berikut :
- Register BP (Base Pointer, 16 bit)
Fungsi: Sebagai penunjuk base dalam stack yang disediakan untuk penyimpanan data. BP juga digunakan si dengan bahasa pemrograman misalnya Assembler dan C.
- Register SI dan DI (Source Index dan Destination index, 16 bit)
Fungsi: Menyimpan nilai-nilai offset dalam segment data memori pada saat bersangkutan.
- Register IP (Instruction Pointer, 16 bit)
Fungsi: Register yang berpasangan dengan CS sebagai register utama untuk menunjukkan baris perintah program. Pada saat program dijalankan, IP akan langsung menunjuk pada awal program. Code Segment dan Instruction Pointer berfungsi sebagai program counter ditulis dengan format CS:IP. Secara umum, kode mesin diletakkan di Code Segment, semua data diletakkan di Data Segment, dan operasi PUSH dan POP dilakukan di Stack Segment.
Fungsi: Mencatat segment dari kode program atau instruksi, register CS berpasangan dengan register IP (Instruction Pointer) dalam format CS:IP.
- Register DS (Data Segment)
Fungsi: Menyimpan alamat dari segment dimana data terletak.
- Register SS (Stack Segment)
Fungsi: Menyimpan alamat segment memori yang dipergunakan sebagai stack.
- Register ES (Extra Segment)
Fungsi: Menyimpan alamat segment tambahan, misalnya alamat display, alamat sistem operasi, dan sebagainya.
 |
| gambar1. blok diagram sistem kerja komputer |
Keterangan :
- CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.
- Bus adalah sekelompok kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register-register dengan unitunit fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul. Informasi saling dipertukarkan di antara modul dengan melalui bus.
- CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.
- Bus adalah sekelompok kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register-register dengan unitunit fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul. Informasi saling dipertukarkan di antara modul dengan melalui bus.
- KOMPONEN SISTEM
 |
| gambar2. komponen sistem |
Register
Register CPU yang dapat digunakan oleh pemrogram, dengan menggunakan set intsruksi memungkinkan satu buah register atau lebih untuk dispesifikasian sebagai operand atau alamat operand.
Alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi yang digunakan untuk
menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses sementara data dan instruksi lainnya
menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama.
Secara analogi, register diibaratkan sebagai ingatan di otak bila melakukan pengolahan data
secara manual, otak diibaratkan CPU yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur
seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan & perbandingan
logika.
- General Purpose Register
- AX (Accumulator Register)
Fungsi: Sebagai akumulator dan berhubungan dengan jenis-jenis operasi khusus seperti Aritmetika, In/Out, Shift,Logic, Rotate, dan operasi desimal berkode biner.
- BX (Base Register)
Fungsi: Sebagai register base untuk mereferensi alamat memori. Operasi yang dapat dilakukan adalah Rotate, Logic, Shift, dan Aritmetika.
- CX (Counter Register)
Fungsi: Sebagai pencacah implisit dengan instruksi tertentu, misalnya terhadap perintah Loop dan operasi string. Counter naik jika direction flag bernilai 0, dan counter turun jika direction flag bernilai 1.
- DX (Data Register DX)
Fungsi: Menyimpan alamat port I/O selama operasi I/O tertentu, baik alamat port 8 bit maupun 16 bit. Digunakan juga dalam operasi perkalian dan pembagian.
Fungsi: Sebagai akumulator dan berhubungan dengan jenis-jenis operasi khusus seperti Aritmetika, In/Out, Shift,Logic, Rotate, dan operasi desimal berkode biner.
- BX (Base Register)
Fungsi: Sebagai register base untuk mereferensi alamat memori. Operasi yang dapat dilakukan adalah Rotate, Logic, Shift, dan Aritmetika.
- CX (Counter Register)
Fungsi: Sebagai pencacah implisit dengan instruksi tertentu, misalnya terhadap perintah Loop dan operasi string. Counter naik jika direction flag bernilai 0, dan counter turun jika direction flag bernilai 1.
- DX (Data Register DX)
Fungsi: Menyimpan alamat port I/O selama operasi I/O tertentu, baik alamat port 8 bit maupun 16 bit. Digunakan juga dalam operasi perkalian dan pembagian.
- Pointer dan Index Register
- Register BP (Base Pointer, 16 bit)
Fungsi: Sebagai penunjuk base dalam stack yang disediakan untuk penyimpanan data. BP juga digunakan si dengan bahasa pemrograman misalnya Assembler dan C.
- Register SI dan DI (Source Index dan Destination index, 16 bit)
Fungsi: Menyimpan nilai-nilai offset dalam segment data memori pada saat bersangkutan.
- Register IP (Instruction Pointer, 16 bit)
Fungsi: Register yang berpasangan dengan CS sebagai register utama untuk menunjukkan baris perintah program. Pada saat program dijalankan, IP akan langsung menunjuk pada awal program. Code Segment dan Instruction Pointer berfungsi sebagai program counter ditulis dengan format CS:IP. Secara umum, kode mesin diletakkan di Code Segment, semua data diletakkan di Data Segment, dan operasi PUSH dan POP dilakukan di Stack Segment.
- Register Segment (16 bit)
Fungsi: Mencatat segment dari kode program atau instruksi, register CS berpasangan dengan register IP (Instruction Pointer) dalam format CS:IP.
- Register DS (Data Segment)
Fungsi: Menyimpan alamat dari segment dimana data terletak.
- Register SS (Stack Segment)
Fungsi: Menyimpan alamat segment memori yang dipergunakan sebagai stack.
- Register ES (Extra Segment)
Fungsi: Menyimpan alamat segment tambahan, misalnya alamat display, alamat sistem operasi, dan sebagainya.
- Register Flag
Mikroprosesor 8086/8088 mempunyai Status Flag 1 bit dan 4 Kontrol Flag yang dikonfigurasikan dalam register 16 bit. Status Flag terdiri dari:
- CF (Carry Flag)
- CF (Carry Flag)
Tugas: Dimana sebuah carry out atau borrow, jika hasilnya adalah bit tertinggi (nilai 1).
- PF (Parity Flag)
- PF (Parity Flag)
Tugas: Menset (nilai 1), jika instruksi menghasilkan sebuah angka genap (even parity).
- AF (Auxiliary Flag)
- AF (Auxiliary Flag)
Tugas: Digunakan oleh instruksi pegaturan desimal.
- ZF(Zero Flag)
- ZF(Zero Flag)
Tugas: Menset (nilai 1), jika hasil instruksi adalah 0.
- SF (Sign Flag)
- SF (Sign Flag)
Tugas: Menset (nilai 1), jika hasilnya adalah negatif dan bernilai 0 jika positif. Kontrol Flag terdiri dari:
- OF (Overflow Flag)
- OF (Overflow Flag)
Tugas: Menunjukkan sebuah operasi yang tidak benar yaitu merubah hasil daripada tanda bit..
- IF (Interrupt Enable Flag)
- IF (Interrupt Enable Flag)
Tugas: Jika diset (nilai 1) dapat melakukan operasi interupsi dan sebaliknya bila bernilai 0, maka interupsi
tidak dapat dilakukan.
- DF (Direction Flag)
tidak dapat dilakukan.
- DF (Direction Flag)
Tugas: Mengontrol arah dari operasi string. Jika DF=1, maka register SI dan DI nilainya menurun (decrement); jika DF=0, maka register DI dan SI nilai menaik (increment). Register ini digunakan untuk instruksi-instruksi MOVS, MOVSB, MOVSW, CMPS, CMPSB, dan CMPSW.
TF (Trap Flag)
Tugas: Ditempatkan dalam single step mode untuk keperluan debug.
Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Logika.
Notasi RTL untuk menggambarkan transfer data ke dan dari word memori. Dalam RTL, unit memori utama pada komputer dianggap sebagai M dan menulis word ke-i dalam memori menjadi M[i]. Proses pembacaan memori (memory read) adalah :
Notasi RTL digunakan untuk transfer register hanya pada kondisi tertentu, hal tersebut dilakukan dengan 2 cara :
1. Menggunakan pernyataan kondisi logika (logical condition)
Note : Pernyataan kondisi logikal hanya didefinisikan untuk IF – THEN dan tidak untuk ELSE.
2. Menggunakan pernyataan kondisi pengendalian (control condition)
Fungsi-fungsi ini dijabarkan disebelah kiri dari operasi transfer register dan diikuti oleh tanda titik dua. Keterangan contoh di atas :
Isi Y dipindahkan ke X hanya jika t0 bernilai 1 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1 Namun jika kondisi tertentu adalah 0, simbol utama (‘) harus digunakan sehingga pernyataan RTL – nya adalah :
TF (Trap Flag)
Tugas: Ditempatkan dalam single step mode untuk keperluan debug.
Control dan status register digunakan oleh unit control untuk mengontrol operasi cpu dan oleh program system operasi untuk mengontrol eksekusi program diantaranya sebagai berikut:
Register untuk alamat dan buffer :
ALU
Tugas utama adalah melakukan semua perhitungan aritmatika dan melakukan keputusan dari
suatu operasi logika.
Register untuk alamat dan buffer :
- MAR (Memory Address Register)
Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses (baik yang akan ditulisi maupun dibaca)
-MBR (Memory Buffer Register)
Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk MAR atau untuk
menampung data dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.
- I/O AR (I/O Address Register)
Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses(baik akan ditulisi / dibaca).
- I/O BR (I/O Buffer Register)
Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya ditunjuk I/O AR atau
untuk menampung data dari port (yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR) yang akan dibaca.
Tugas utama adalah melakukan semua perhitungan aritmatika dan melakukan keputusan dari
suatu operasi logika.
Memori
Memori adalah bagian dari komputer tempat berbagai program dan data-data disimpan.
Memori utama adalah tempat penyimpanan sementara dimana dibutuhkan oleh prosesor yang
akan mengoperasikan program atau data tertentu.
Memori dalam komputer dapat dibedakan sebagai berikut :
- Register
- Cache memory (Static RAM) : internal cache dan external cache
- Memori utama (Dynamic RAM)
- Memori sekunder : magnetic disk, optical disk, magnetic tape
Memori yang memiliki hirarki paling atas memiliki kecepatan paling tinggi tetapi kapasitas
penyimpanan data paling rendah.
 |
| gambar3. memori |
Control Unit
Bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada di sistem komputer, yaitu :
- mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
- mengambil instruksi-instruksi dari memori utama
- mengambil data dari memori utama untuk diproses
- mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja dari ALU
- mengirim hasil proses ke memori utama untuk disimpan dan pada saatnya disajikan ke alat
output.
I/O Interconection
Input-Output (/O) Interconection merupakan sistem koneksi yang menghubungkan antar
komponen internel dalam sebuah CPU, yaitu ALU, unit kontrol, dan register serta menghubugkan
CPU dengan bus-bus eksternal diluar CPU.
- KUMPULAN INSTRUKSI SIC
Dimana pada instruksi ini m menunjukkan address memori dari operand dan (m) menunjukkan nilai yang disimpan pada address memori tersebut. Opcode instruksinya ditulis dalam notasi heksadesimal.
JSUB dan RSUB
merupakan dua instruksi yang berhubungan dengan subrutin.
JSUB menyimpan PC saat ini ke L dan kemudian melompat ke subrutin dengan menyimpan operand ke PC. RSUB kembali dari subrutin dengan melompat ke lokasi yang dinyatakan oleh L.
Instruksi TD
digunakan untuk menguji piranti I/O sebelum berusaha untuk membaca dari atau menulis ke piranti tersebut.Hasil pengujian tersebut disimpan di dalam kode kondisi (condition code), field CC, pada SW. Panjang field ini 2 bit dan digunakan untuk mewakili salah satu dari tiga nilai <, =, >
Jika instruksi TD dijalankan, nilai field CC aka di-set menurut kode berikut :
< menunjukkan bahwa piranti telah siap
= menunjukan bahwa piranti sedang sibuk dan tidak dapat digunakan pada saat itu
> menunjukkan bahwa piranti tidak beroperasi
Instruksi COMP
digunakan juga untuk men-set field CC. Nilai yang disimpan field CC setelah sebuah instruksi COMP setelah sebuah instruksi COMP menggambarkan hubungan antara A dan operand instruksi
Instruksi IRT
digunakan oleh interrupt handler agar menyebabkan lompatan kembali ke tempat dimana CPU berada sebelum intrupsi terjadi. Jika interupsi terjadi, CPU akan menyimpan PC saat ini ke dalam memori pada address 0. Untuk kembali dari sebuah interupsi , isi dari alamat memori ini harus di-load kembali ke dalam PC.
Instruksi-instruksi lainnya
adalah operasi aritmatika dan logika, transfer dari pengendalian(jump), loading register, storing register atau membaca dan menulis ke piranti I/O.
- OPERASI MIKRO
Adalah operasi tingkat rendah yang dapat dilakukan oleh
komputer atau CPU sehingga fungsi-fungsi operasi akan
dihasilkan untuk memindahkan data antar register.
Salah satu cara dalam melakukan operasi mikro tersebut
dengan menggunakan bahasa transfer register / Register
Transfer Language (RTL).
RTL adalah sebuah bahasa yang digunakan untuk
menjabarkan atau melaksanakan operasi mikro.
Untuk mengungkapkan bahasa RTL ini dapat digunakan notasi
RTL yang merupakan aturan penulisan pemberian instruksi
RTL. Contoh notasi tersebut antara lain :
Notasi RTL untuk mentransfer isi register A ke B
B <----- (A)
A (Isi dari register)
Notasi RTL untuk mentransfer bagian-bagian dari register
(field). Sebuah field pada sebuah register dinotasikan
dengan menggunakan tanda kurung.
Field AD di register IR ditransfer ke register PC
PC <------ (IR[AD])
Notasi RTL untuk mentransfer field AD dari register IR ke
register PC
R1 [0..3] <------- (X)
Isi register X ditransfer ke bit 0 sampai 3 pada register
R1, yang berari X mempeunyai panjang bit adalah 4
Selain itu, dapat juga dipakai konstanta pada sisi sebelah
kanan tanda panah.
L <------- 5
Artinya simpan nilai 5 pada register L
Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam
operasi-mikro Aritmatika.
A3 <------- (A1) + (A2)
Artinya isi register A1 dan A2 dijumlahkan dengan
menggunakan sirkuit adder biner dan hasil jumlahnya
ditransfer ke register A3.
Namum apabila dilakukan pengulangan penjumlahan
akan menyebabkan overflow dan untuk menampung
overflow tersebut digunakan register 1-bit yaitu V sebagai
register overflow serta pelengkap A3.Notasi RTL untuk menggambarkan berbagai macam operasi-mikro Logika.
C <------ (A) OR (B)
Artinya bahwa logika OR dari sis register A dan B
ditransfer ke register C. Begitu juga dengan operasi AND.Notasi RTL untuk menggambarkan transfer data ke dan dari word memori. Dalam RTL, unit memori utama pada komputer dianggap sebagai M dan menulis word ke-i dalam memori menjadi M[i]. Proses pembacaan memori (memory read) adalah :
B <------- (M[A])
Proses penulisan memori (memory write) adalah :
(M[A]) <------ (B)
artinya word memori yang alamatnya ditunjukkan oleh
register A ditransfer ke atau dari register B dalam CPU.Notasi RTL digunakan untuk transfer register hanya pada kondisi tertentu, hal tersebut dilakukan dengan 2 cara :
1. Menggunakan pernyataan kondisi logika (logical condition)
IF (V) > (W) THEN (Q) <------ 0
Men-set 0 ke register Q hanya jika nilai register V lebih
besar dari nilai register W.Note : Pernyataan kondisi logikal hanya didefinisikan untuk IF – THEN dan tidak untuk ELSE.
2. Menggunakan pernyataan kondisi pengendalian (control condition)
t0 (c1 + c2) : (X) <----- (Y)
dengan metode ini, kondisinya merupakan fungsi logikal
dari variabel biner yang mengatur input register.Fungsi-fungsi ini dijabarkan disebelah kiri dari operasi transfer register dan diikuti oleh tanda titik dua. Keterangan contoh di atas :
Isi Y dipindahkan ke X hanya jika t0 bernilai 1 dan salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1 Namun jika kondisi tertentu adalah 0, simbol utama (‘) harus digunakan sehingga pernyataan RTL – nya adalah :
t’0 (c1 + c2) : (X) <----- (Y)
maka transfer hanya akan terjadi jika t0 bernilai 0 dan
salah satu c1 atau c2 juga bernilai 1.
Sumber:
murni_rk.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/.../Organisasi+Komputer+Dasar.pdf
nelly_sofi.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/35635/Arsitektur+Komputer.pdf
arum_tri.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/41459/Organisasi+Komputer.pdf
murni_rk.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/.../Organisasi+Komputer+Dasar.pdf
nelly_sofi.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/35635/Arsitektur+Komputer.pdf
arum_tri.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/41459/Organisasi+Komputer.pdf