Organisasi CPU

Organisasi CPU

Organisasi bagian internal dari sebuah CPU von Neumann khusus ditunjukkan secara lebih lengkap pada Gambar 7.2. Bagian ini disebut jalur data dan berisi register register (terutama 1 sampai 32), ALU (Arithmetic Logic Unit), dan beberapa bus yang menghubungkan bagian­bagian tersebut. Register­register tersebut melengkapi dua register untuk input ALU, yang dalam gambar tersebut diberi label A dan B. Register­register ini  menyimpan  input  ALU  sementara ALU menjalankan fungsi perhitungan.

ALU sendiri menjalankan operasi penambahan, pengurangan, dan operasi­ operasi sederhana lainnya pada input­inputnya, dengan demikian memberikan suatu hasil pada register output. Register output ini dapat disimpan kembali ke dalam sebuah register. Kemudian, register tersebut dapat  ditulis (yakni,  disimpan) ke dalam memori, jika memang dikehendaki. Tidak semua rancangan memiliki register A, B, dan register­register lain. Dalam contoh pada gambar tersebut, operasi penambahan juga dijelaskan.

Sebagian besar instruksi dapat dibagi ke dalam dua kategori: register­ memori atau register­register. Contoh, instruksi register­memori memungkinkan word dimunculkan dalam register­register, di mana word memori tersebut dapat digunakan sebagai input­input ALU dalam instruksi­instruksi berikutnya. (Word adalah satuan­satuan data yang bergerak antara memori dan register­register. Sebuah word dapat jadi adalah sebuah integer). Instruksi register­memori lainnya memungkinkan register­register disimpan kembali ke dalam memori.

Jenis instruksi lainnya adalah register­register. Sebuah instruksi register­ register khusus mengambil dua operand dari register­register, membawa  mereka ke register­register input ALU, menjalankan operasi tertentu atas kedua operand tersebut, misalnya, fungsi penambahan atau Boolean AND, dan menyimpan kembali hasil­hasilnya dalam salah satu dari register­register tersebut. Proses untuk menjalankan kedua operand tersebut melalui ALU dan menyimpan hasil­ hasilnya disebut siklus jalur data dan merupakan inti dari sebagian besar CPU. Terutama, proses tersebut menentukan apa yang dapat dilakukan mesin. Semakin cepat siklus jalur data tersebut, semakin cepat pula mesin tersebut beroperasi.