SIKLUS INSTRUKSI DALAM SEBUAH KOMPUTER

Fungsi dasar yang dibentuk komputer adalah eksekusi program. Program yang akan dieksekusi berisi sejumlah instruksi yang tersimpan di dalam memori. CPU melakukan tugas ini dengan cara mengeksekusi suatu program. Pandangan paling sederhana tentang hal ini adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah: instruksi (fetch) CPU dari memori pada suatu saat, kemudian CPU mengeksekusi setiap instruksi. Eksekusi program terdiri dari proses pengulangan fetch dan eksekusi instruksi. Tentu saja, eksekusi sebuah instruksi sendiri dapat terdiri sejumlah langkah. Pada tahap ini, kita dapat membagi pengolahan instruksi menjadi dua tahap, fetch dan eksekusi seperti berikut: fetch instruksi adalah operasi umum bagi setiap instruksi, dan terdiri dari pembacaan instruksi dari suatu lokasi di dalam memori. Eksekusi instruksi dapat melibatkan sejumlah operasi dan tergantung pada sifat-sifat instruksi. Pengolahan yang diperlukan untuk instruksi tunggal disebut siklus instruksi. Kedua langkah itu berkaitan dengan siklus fetch dan siklus eksekusi. Eksekusi program akan terhenti apabila mesin dimatikan, terjadi kesalahan, atau terdapat instruksi program yang menghentikan komputer.

Pada awal siklus instruksi, CPU membaca instruksi dari memori. Pada CPU yang umum, suatu register yang disebut program counter (PC) dipakai untuk mengawasi instruksi yang akan dibaca selanjutnya. Dengan tidak ada perkecualian tertentu, CPU selalu menambahkan PC setiap kali membaca instruksi, sehingga CPU akan membaca instruksi selanjutnya secara berurutan yaitu instruksi yang terletak pada alamat yang lebih tinggi berikutnya di dalam memori. Instruksi yang dibaca akan dimuatkan ke dalam sebuah register di dalam CPU yang dikenal sebagai instruction register (IR). Instruksi berbentuk kode biner yang menentukan apa yang perlu dilakukan oleh CPU. CPU menginterprestasikan instruksi dan melakukan aksi yang diperlukan.

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 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.

Fungsi dari tiap-tiap bus adalah sebagai berikut:

1. 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.
2. 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 (modul 1).
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.

Referensi :

Stallings,William.2003.Organisasi dan Arsitektur Komputer.Jakarta:Gramedia

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:73H72cfnoMcJ:didoe.files.wordpress.com/2008/03/kenalan-dengan-otakkomputer.doc+fungsi+bus&cd=7&hl=id&ct=clnk&gl=id