Tugas Ketiga Mata Kuliah Mikroprosesor

1. Apa pengertian dan fungsi control unit, register-register, dan ALU?

Unit kendali (bahasa Inggris: Control Unit - CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

Tugas dari CU adalah sebagai berikut: 

· Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 

· Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. 

· Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses. 

· Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja. 

· Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. jika dianalogikan, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika. 

ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika.

Fungsi ALU unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, sepertidata matematika dan statistika. ALU terdiri dariregister-register untuk menyimpan informasi. Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika(matematika) yang terjadisesuai dengan instruksi program. Sirkuit yang digunakan oleh ALUini disebut denganadder karena operasi yang dilakukan dengan dasar penjumlahan. Tugas laindari ALU adalahmelakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika(logical operation). 

2. Jelaskan tentang BUS!

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus, dan suatu signal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini dapat diterima oleh salah satu perangkat yang terhubung ke bus. Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka signal-signalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak. Dengan demikian, hanya sebuah perangkat saja yang akan berhasil melakukan transmisi pada suatu saat tertentu.

Di dalam mikroprosesor ada yang disebut sebagai System BUS. Sistem BUS ini digunakan sebagai jalur pengiriman sinyal-sinyal baik itu masukan maupun keluaran. Terdapat 3 jalur didalam mikroprosesor, yaitu Data BUS, Address BUS dan Control BUS.

1. Bus alamat digunakan oleh mikroprosesor untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis atau dibaca. Proses pemilihan lokasi ini dilakukan terlebih dahulu sebelum data ditulis atau dibaca dari memori atau port. Semua memori dan port dibagi menjadi kapling-kapling yang ditandai dengan alamat-alamat tersendiri. Tiap alamat hanya dimiliki oleh satu kapling sehingga jika pemilihan alamatnya benar, data akan dikirim ke/diambil dari alamat memori atau port yang sesuai. Aliran data alamat yang dikirim hanya satu arah (unidirectional), yaitu dari mikroprosesor ke memori atau port. Contoh : pada bus 8 bit, alamat 01111111 dan dibawahnya dapat mereferensi lokasi-lokasi di dalam modul memori (modul 0) dengan 128 word memori, dan alamat 10000000 dan di atasnya berkaitan dengan perangkat-perangkat yang terhubung ke sebuah modul I/O. 
2. Bus data berfungsi sebagai jalan data dari satu komponen ke komponen lain. Bus data dapat terdiri dari 8, 16, dan 32 jalur paralel atau lebih. Karena data yang dikirim berupa data digital yang satu word-nya (kata-nya) minimal mempunyai lebar 8 bit (BInary digiT), maka paling tidak terdapat delapan jalur paralel untuk melewatkan satu word tiap pengiriman. Jumlah jalur bus data ditentukan oleh mikroprosesor sehingga memori dan port harus mempunyai jumlah jalur bus yang dapat disesuaikan. Arah aliran data dari satu komponen ke komponen lain dalam sistem biasanya bolak-balik (bidirectional), kecuali yang berhubungan dengan ROM. Arah alirannya dari ROM ke komponen lain karena ROM hanya dapat dibaca saja. Contoh : bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya. 
3. Bus kontrol digunakan mikroprosesor antara lain untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis atau dibaca. Bus kontrol juga digunakan memori atau port untuk memberi tahu kesiapan mereka menerima/mengirim data ke mikroprosesor. Karena kedua fungsi ini, maka bus kontrol terdiri dari beberapa jalur unidirectional dengan arah keluar mikroprosesor dan beberapa jalur unidirectional dengan arah masuk ke mikroprosesor.

3. Jelaskan tentang interfacing I/O!

—Secara umum interface I/O sama dengan interface ke memori, hanya ada sedikit perbedaan dalam hal: 

—I/O umumnya hanya mempunyai alamat yang jauh lebih sedikit (dibawah 100) dari memori (kB) à saluran alamat yang masuk ke Address Decoder akan lebih banyak.

—Beberapa prosesor mempunyai peta I/O terpisah dari peta memori (termasuk i8088 dan turunannya) 

—Sebagian besar dari I/O berinterface serial.

—Dibutuhkan ‘glue chip’ (controller) sebagai perantara antara I/O dan uP.

Interfacing I/O,

umum: Tidak berbeda jauh dari memori 

• Menggunakan latch LS373 
• Menggunakan tranceiver/buffer, untuk I/O menjadi sangat penting karena kec. I/O << kec. Memori 
• Alamat dari A0 sd A15 
• Menggunakan juga address decoder (biasanya jumlah kaki ke AD (An+1 sd A15; n= 1,2,3) > jumlah kaki ke I/O (A0 sd An)) 

Khusus : I/O bisa meminta layanan dari prosesor, sementara memori tidak bisa è memerlukan mekanisme permintaan khusus (interupt)

4. Jelaskan tentang cache (L1,L2,L3)!

Cache berfungsi sebagai cache menulis ketika mereka terlibat dalam transfer data lebih cepat dari perangkat ke perangkat lambat. Hal ini memungkinkan Anda mengirim informasi dan kemudian melakukan tugas baru sementara menerjemahkan data. Baca cache juga dirancang untuk beroperasi antara perangkat lebih cepat dan lebih lambat, dan memiliki logika dukungan yang dirancang untuk prefetch apa yang Anda butuhkan selanjutnya. Dengan cara ini, perlahan-lahan pra-membaca informasi yang Anda mungkin perlu, sehingga ketika Anda ingin me-load, itu akan memuat lebih cepat. Buffer cache dirancang untuk menyimpan informasi terakhir Anda diakses sehingga jika Anda ingin mengaksesnya lagi, Anda dapat melakukannya dengan cepat. 

1. L1 Cache, yang merupakan singkatan dari Level 1 cache, adalah jenis memori kecil dan cepat yang dibangun ke dalam unit pengolah pusat. Sering disebut sebagai cache internal atau cache primer, digunakan untuk mengakses data penting dan sering digunakan. L1 cache adalah jenis tercepat dan paling mahal dari cache yang dibangun ke dalam komputer. 
2. L2 Cache atau Level 2, cache digunakan untuk menyimpan informasi baru diakses. Juga dikenal sebagai cache sekunder, ia dirancang untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengakses data dalam kasus dimana data telah diakses sebelumnya. L2 cache juga dapat mengurangi waktu akses data dengan buffering data bahwa prosesor adalah untuk meminta dari memori, serta instruksi program. L2 cache adalah sekunder untuk CPU dan lebih lambat dari L1 cache, meskipun sering menjadi jauh lebih besar. Selain itu, data yang diminta dari cache L2 yang disalin ke L1 cache. Data yang diminta dihapus dari cache L2 jika cache eksklusif, dan tinggal di sana jika itu adalah cache inklusif. L2 cache paling sering disatukan, yang berarti bahwa itu digunakan untuk menyimpan data program baik dan instruksi. 
3. L3 Cache atau Level 3, cache adalah cache memori yang dibangun ke motherboard. Hal ini digunakan untuk memberi makan L2 cache, dan biasanya lebih cepat daripada memori utama sistem, tapi masih lebih lambat dari cache L2.

5. Jelaskan tentang GPU!

GPU adalah kependekan dari Graphics Processing Unit adalah prossesor yang bertugas secara khusus untuk mengolah tampilan grafik.Dalam perkembangannya,GPU hingga saat ini sudah semakin kompleks dan semakin tinggi speknya sehingga mendukung untuk menampilkan grafik terbaik pada Game game saat ini.

Pada Graphic Chard/add-on(VGA) GPU terdapat pada chip yang dikenal dengan merk seperti Radeon,GeForce dll.Secara fisik kamu akan melihat device ini dengan ditandainya terdapatnya heatsink (pendingin),bahkan kipas dan terlihat menempel pada sebuah rangkian tersendiri (chip)yang menancap pada motherboard.Sedangkan integrated graphics, GPU-nya biasanya tidak berupa chip tersendiri,namun sudah menjadi satu dengan motherboard.

Contoh Kasus tentang GPU misalnya jika spesifikasi komputer kamu sudah terbilang tinggi,namun pada layar monitor saat memainkan sebuah ternyata masih patah patah atau bahkan tidak tampil.Nah kemungkinan besar GPU dari graphic card yang dipakai pada PC kamu tidak mendukung untuk grafis game tersebut.Sehingga dalam hal ini kamu perlu untuk mengupgrade GPU kepada yang lebih baru yang mendukung fitur untuk ngejalanin game tersebut.

Untuk mengupgrade versi yang lebih tinggi pada GPU model card/colok (VGA),hanya tinggal melepaskan chip graphic card yang model lama dan menggantinya dengan yang baru.