1.1 Basic Elements
Komputer terdiri dari Processor, Memory, dan komponen I/O (Input Output).
- Processor: Mengontrol operasi dari komputer dan menampilkan fungsi pemproses data. Processor sering kali dikenal sebagai Central Processing Unit (CPU).
- Main Memory: Penyimpanan data dan program - program. Memory ini bersifat volatile, dimana ketika komputer di Shutdown maka konten - konten dari memory akan hilang atau terhapus. Main Memory dikenal juga sebagai Real memory or primary memory.
- I/O modules: Memindahkan data antar komputer dan lingkungan eksteral.
- System Bus: Menyediakan komunikasi antara processor, main memory dan I/O modules.
Program Counter (PC) Melacak dimana untuk menemukan instruksi selanjutnya sehingga salinan dari instruksi dapat ditempatkan didalam current Instruction Register (IR). current Instruction Register menyimpan instruksi yang akan dieksekusi.
Memory Address Register (MAR) digunakan untuk menyimpan alamat memory yang berisi bagian selanjutnya dari data atau instruksi yang akan di gunakan.
Fetch and Execute
- Processor fetch instruksi dari memory.
- Program Counter (PC) menyimpan alamat dari instruksi yang selanjutnya akan difetch.
- Program Counter akan bertambah setelah setiap fetch dilakukan
- instruksi fetch ditempatkan dalam instruction register (IR)
- Tipe - tipe dari instruksi:
- Processor-memory: mengirim data antara processor dan memory
- Processor-I/O: data yang dikirim ke atau dari perangkat peripheral
- Data processing: operasi arithmetic atau operasi logic dalam data
- Control: mengubah urutan dari eksekusi
Execution Cycle
Pipelining
Superscalar
Interrupt
- Sebuah interruption dari normal sequence eksekusi
- Meningkatkan efesien pemrosesan
- Memungkinkan processor untuk eksekusi instruksi - instruksi lain selama operasi I/O dijalankan
Tipe - tipe dari interrupt
- Program
- arithmetic overflow
- division by zero
- execute illegal instruction
- reference outside user's memory space
- Timer
- I/O
- Hardware failure
Interrupt Handler
- Program yang menentukan sifat dari interupsi dan melakukan tindakan apa pun yang dibutuhkan
- Control adalah yang dikirimkan ke program tersebut
- Secara umum bagian dari operating system
Intruction with interrupt
Interrupt Cycle
- Cek processor untuk interrupsi
- jika tidak interrupsi fetch instruksi selanjutnya untuk program saat ini
- jika interrupsi tertunda, suspend eksekusi dari program saat ini, dan eksekusi interrupt handler
Memory
Memory Hierarchy
gambar diatas merupakan gambaran atau diagram pyramid dari memory hierarchy, dimana jika makin keatas maka kecepatan nya lebih cepat dalam menghasilkan output atau memasukan input.
Disk Cache
- Sebagian dari memori utama yang digunakan sebagai penyangga untuk sementara untuk menyimpan data untuk disk
- Disk menulis secara bertingkat
- Beberapa data tertulis memungkinkan dapat direferensi lagi. Data diambil dengan cepat dari cache software bukan perlahan dari disk
Cache Memory
- Tidak terlihat untuk operating sistem
- Meningkatkan kecepatan memory
- Kecepatan processor lebih cepat dari pada kecepatan memory
Tipe - tipe dari Cache memory
- Secara umum ada 3 tipe dari cache memory dalam sistem komputer modern
- L1 cache biasanya dibangun didalam arsitektur dari CPU, Misalnya Pentium memiliki cache 16K. PowerPC G5 memiliki cache 64K L1. Biasanya L1 cache dipecah menjadi dua tembolok terpisah. Satu digunakan untuk menyimpan instruksi dan lainnya untuk menyimpan data. Dalam arsitektur sun4m mereka berdua 16kb.
- L2 Cache akses cepat memori (SRAM) yang biasanya berada di antara CPU dan main memory . Hal ini dapat berkisar antara 256-4 Megabyte. Ini biasanya bagian dari arsitektur.
- L3 Cache biasanya dikenal sebagai akses yang tinggi memori antara motherboard dan CPU.
- Ide dari memori cache untuk menyimpan instruksi yang sering digunakan atau data didalam lokasi memori yang diakses.
- Hal ini diprediksi oleh algoritma internal dan prediksi di dalam CPU atau sistem operasi Cache manager.
- Idenya adalah untuk mengurangi jumlah waktu dalam pengiriman yaitu melalui bus ke main memory untuk referensi sebuah alamat.
