BAHASA MESINdwahyuni.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/37639/7... · Web viewJika kita tidak...

Pengolahan Data Elektronik________________________________________________________________________________________

BAHASA MESIN

Instruksi dalam bahasa mesin berada dalam bentuk kode biner yang disebut juga kode

mesin , dan disebut instruksi mesin. Set instruksi mesin yang dapat dijalankan oleh suatu

komputer disebut set instruksi.. Segala operasi yang tidak dijalankan hardware, dan oleh

karenanya tidak berada dalam set instruksi itu, hanya dapat dijalankan dengan

menggunakan lebih dari satu instruksi.

Ukuran set instruksi akan mempengaruhi :

a. biaya mesin

b. kecepatan dan efisiensi

c. pilihan ukuran word dan format instruksi

Format instruksi : ukuran dan pengaturan komponen, dimana komponen utama adalah

kode fungsi ( op code ) yang menentukan fungsi atau operasi yang dijalankan, dan alamat

operand yang menentukan lokasi dari opearnd yang digunakan.

Format alamat : bagian dari format instruksi yang mengurus penentuan alamat operand

a. format tiga-alamat

menetapkan alamat dua operand dan memberikan alamat selanjutnya untuk hasil operasi

itu

contoh Fungsi Alamat Alamat Alamat

b. format dua-alamat :

menentukan alamat dari dua operand, hasil dari suatu operasi penambahan akan

mengganti salah satu adari dua operand itu.

Contoh Fungsi Alamat Alamat

c. format alamat satu dan setengah :

satu operand disangga dalam register atau akumulator khusus yang sebelumnya telah

dijemput dan ditempatkan disana.

Contoh Fungsi Alamat atau Fungsi AC Alamat

D3-Manajemen Informatika


d. antar operasi-operasi akumulator :

format satu dan setengah alamat dapat digunakan untuk menjempit atau memuatkan

operand ke dalam akumulator dari penyimpanan utama , namun setelah itu instruksi

tersebut hanya dapat menentukan dua atau tiga akumulator yang akan digunakan untuk

operand dan hasilnya.

Contoh Fungsi AC AC AC = nomor akumulator

JENIS INSTRUKSI

Operasi (instruksi) aritmatika dan logika

Instruksi yang menggunakan ALU

Operasi arimatika

a. penambahan, pengurangan, perkalian dan pembagian

b. operasi inkremen dan dekremen ( penambahan dan pengurangan )

c. negasi dan komplemensi

d. shift aritmatika

Contoh shift aritmatika :

a. shift ariamatika satu tempat ke kiri

before after

0 0 0 1 +1 0 0 1 0 +2

1 1 1 1 - 1 1 1 1 0 - 2

b. shift aritmatika satu tempat ke kanan

before after

0 0 1 0 +2 0 0 0 1 +1

1 1 1 0 - 2 1 1 1 1 - 1

Operasi logis

a. operasi boolean , misal AND, OR

b. negasi boolean, NOT



c. rotasi (shift logis), memindahkan bit ke kiri atau ke kanan, namun mengganti tiap bit

yang ada di ujung sebelah satunya dari register tersebut

Contoh :

a. shift logis (dengan rotasi) satu tempat ke kiri

before after

1 0 1 1 0 1 1 1

b. shift logis (dengan rotasi) satu tempat ke kanan

before after

1 0 1 1 1 1 0 1

c. shift logis (tanpa rotasi) satu tempat ke kiri

before after

1 0 1 1 0 1 1 0

d. shift ( tanpa rotasi) satu tempat ke kanan

before after

1 0 1 1 0 1 1 0

Swap: mengubah setengah dari word bagian kanan dan sebelah kiri

Instruksi transfer kontrol atau cabang :

Instruksi yang mengubah rangkaian yang dianut oleh instruksi. Eksekusinya menyebabkan

jump (lompatan) ke instruksi yang lain.

Instruksi jump terdiri dari :

a. transfer kontrol tak-kondisional. Jump selalu terjadi

b. transfer kontrol kondisional. Jump hanya akan terjadi jika hasil dari suatu operasi

mempunyai nilai tertentu.

Instruksi pemuatan (penjemputan) dan penyimpanan

Menyebabkan terjadinya transfer data antara akumulator dan memori

Instruksi input/opuput

Mengimplementasikan transfer data antara peripheral dan memori, atau antara peripheral

dan akumulator.



Insruksi referensi memori

Operasi yang memerlukan akses ke memori selama eksekusinya, karenanya mencakup

instruksi load dan store ( pemuatan dan penyimpanan)

Instruksi referensi prosesor

Instruksi yang tidak memerlukan memori dan tidak melibatkan penginputan dan

pengoutputan.

BAGAIMANA INSTRUKSI DIPATUHI

a. menjemput instuksi yang diperlukan

i. MAR dimuatkan dengan alamat instruksi yang akan dijalankan

ii. Kontrol SCR kemudian dinaikkan sebesar 1, hingga siap untuk penjemputan

berikutnya

iii. Penjemputan diselesaikan dengan memuatkan instruksi ke dalam CIR melalui

MDR

b. mengeksekusi operasi

i. opcode atau bagian fungsi dari instruksi didekode oleh unit kontrol

BAHASA MESIN IMAGINER

Alat bantu bagi programmer

a. kode simbolik dan MNEMONIC

b. kode biner dapat dikonversi ke oktal atau heksadesimal

c. program khusus yang disebut assembler, dimana akan mengkonversi program dalam

bentuk sinbolis dan mnemonic menjadi kode mesin. Program mnemonic dan simbolis

disebut program sumber dan kode mesin yang dihasilkan assembler disebut program

obyek.



METODE PENGALAMATAN

Metode pengalamatan utama

a. Pengalamatan langsung ( direct addressing )

Digunakan jika bilangan yang diberikan dalam bagian operand suatu instruksi

adalah alamat sebenarnya dari operand yang akan digunakan. Pengalamatan

langsung bersifat sederhana, cepat dan afektif namun jumlah lokasi yang bisa

dialamati terbatas.

b. Pengalamatan tak langsung ( deffered addrassing )

Bila pengalamatan lagsung digunakan yang dibebrikan dalam bagian alamat suatu

instruksi bukan alamat dari operand yang diperlukan. Bagaian alamat ini adalah

alamat dari lokasi yang berisi alamat yang diperlukan. Suatu alamat dapat langsung

atau tidak langsung.

c. Pengalamatan terindeks

Alamat yang diperlukan diperoleh dengan menambahkan isi bagian alamat instruksi

ke bilangan yang disimpan dalam register khusus yang disebut register indeks atau

register modifier

d. Pengalamatan termodifikasi

Jika suatu instruksi dimodifikasi hingga satu fungsi yang sama dijalankan berulang-

ulang pada suatu operand dalam alamat yang berbeda , maka disebut menggunakan

alamat termodifikasi. Metode yang digunakan :

1. menggunakan pengalamatan terindeks dan mengubah isi register indeks sebelum

instruksi diulang

2. mengubah bagian alamat instruksi

e. Pengalamatan relatif

Bagian alamat dari instruksi digunakan untuk memberikan displacement dari

beberapa alamat yang dinyatakan. Di satu sisi alamat indeks akan menjadi alamat

relatif sebab bagian alamat instruksi memberikan lokasi operand agar banyak tempat

melewati lokasi yang dinyatakan dalam register indeks.

Alamat base : alamat yang menjadi referensi alamat relatif.



f. Pengalamatan page

Digunakan bila panjang word membatasi ukuran field alamat. Bentuk khusus dari

pengalamatan relatif. Area penyimpanan utama dibagi menjadi unit-unit ( page)

berukuran sama dan dinomori 0,1,2,3….

g. Pengalamatan immediate

Jika kita tidak memberikan lokasi data dalam bagian alamat dari instruksi, maka

dikatakan meggunakan pengalamatan immediate, yakni bagian alamat digunakan

sebagai operand.

h. Pengalamatan sinbolis

Pengalamatan simbolis tidak mungkin dalam kode mesin, namun digunakan

progremmer ketika menggunakan simbol alfa-numerik untuk menetapkan suatu

alamat.

Fasilitas lain dari mesin imajiner

Register status

Mempunyai isi sendiri yang diset oleh perangkat hardware seperti ALU dan digunakan oleh

unit kontrol.

Pointer stack

Menyangga alamat dari suatu lokasi dalam memori dimana data dapat ditempatkan secera

sementara. Data ini diorganisasi dan diakses dalam struktur data yang disebut stack.

Dalam hal ini dikenal istilah push ( item dimasukkan ke stack ) dan pop ( item dikeluarkan

dari stack )

Tiga penggunaan pokok stack pada tingkat mesin :

1. digunakan dalam komputasi sederhana untuk menyangga hasil-hasil intermediate

2. menangani call subprogram

3. menangani interrupt

Memuat dan menyimpan program dalam kode mesin

Loader akan mengambil program yang ditulis dalam kode mesin dan dalam bentuk input

yang sesuai. Loader biasanya secara permanen ada dalam memori utama.

Informasi mengenai prosesor dapat ditampilakn pada panel khusus yang disebut console.



Loader bootstrap atau bootstrap adalah loader yang sangat sederhana yang mungkin

ditempatkan dalam memori secara manual dengan menggunakan console atau ditempatkan

dalam memori dengan bagian hardware khusus.

Alamat absolut : alamat yang ditemntukan oleh hardware

Program absolut : program yang selalu dimuatkan ke lokasi fixed yang sama dalam lokas-

lokasi yang berbeda dalam penyimpanan utama yang mejadi pedoman diketahuinnya

alamat absolut.

Program relocatable : program yang bisa dimuatkan ke dalam lokasi-lokasi yang berbeda

dalam penyimpanan utama tiap kali dijalankan.



BAHASA TINGKAT RENDAH

Pemrograman bahasa mesin

Instruksi mesin akan ditunjukkan dalam oktal dan juga biner untuk menunjukkan

bagaimana pengkodean oktal membantu programmer.

Dalam pemulisan MNEMONICS notasi alamat akan ditunjukkan sebagai berikut :

1. STA 7 : simpan isi akumulator dalam lokasi 7

2. STA @ 7 : simpan isi akumulator dalam lokasi 7 (@ menunjukkan alamat tak langsung)

3. STA 5, X : tanda X menunjukkan register index akan digunakan , simpan akumulator

dalam lokasi yang diberikan oleh +5

Catatan :

1. LDN 6 : menghasilkan bilangan 6 yang sedang dumuatkan dengan akumulatoor

2. ADD @ 5 menghasilka alamat dari data yang sedang dicari dalam lokasi 5.

Bahasa tingkat rendah

Adalah bahasa yang berorientasi mesin, dimana tiap instruksi sama atau menyerupai

instruksi mesin.

Fasilitas umum bahasa tingkat rendah :

1. kode MNEMONICS digunakan sebagai pengganti kode mesin

2. alamat simbolis seringkali digunakan sebagai pengganti alamat mesin sebenarnya.

Bahasa tingkat rendah harus diterjemahkan ke dalam bahasa mesin cebelum digunakan,

sebab walau programmer lebih mudah bekerja dengannya namun ia tidak dapat digunakan

oleh mesin dalam bentuk simbolis/ mnemonics.

Bahasa assembly

a. tiap pabrikan komputer biasanya membuat bahasa tingkat rendah yang mendekati

kesesuaiannya dengan bahasa mesin tertentu yang digunakan pabrikan tersebut, bahasa

ini disebut bahasa assembly. Pabrikan tersebut memberikan suatu program yang disebut

assembler atau assembeler program yang menterjemahkan assembly language ke

dalam machine code.

b. Program yang ditulis dalam assembly language disebut source program, program yang

telah diterjemahkan dalam machine code disebbut object program



Bahasa psoudo-assembly

Bahasa assembly yang tergantung mesin yang dibuat untuk tujuan pendidikan.

Masalah ilustratif dalam bahasa assembly

Format instruksi :

Label : function code operand or operand address

Misal A : LDA 5

Label berifat opsional dan dapat digunakan untuk memberi instruksi alamat simbolis atau

memberi nilai nimerik suatu alamat simbolis

Alamat operand bisa mengambil bentuk :

1. alamat langsung operand, misal 5

2. alamat indeks langsung, misal 5, X

3. alamat tak langsung , misal @ 5, X

contoh :

LDA 5 : memuati akumulator dengan isi

LDA 5, X : memuati isi lokasi 5 + (X) dimana (X) berarti isis dari register indeks

Subbroutine

Adalah set instruksi program yang membentuk bagian suatu program dan digunakan untuk

menjalankan tugas tertentu.

Ada dua cara umum untuk kembali dari subroutine ketika tidak ada fasilitas hardware

eksplisit, yaitu dengan cara menggunakan pengalamatan tak langsung atau dengan

pemodifikasiana alamat.

Subroutine open dan close

Subroutine open adalah bagian dari program utama dan disisipkan atau dimasukkan ke

dalam program bila diperlukan.

Subroutine close bukan bagian dari program utama. Ia dihubungkan ke program utama

dengan prosedur entri dan return.



Instruksi makro

Adalah intruksi tunggal yang dituliskan sebagi bagian dari bahasa program sumber, yang

bila digabungkan akan menggenerasi banyak instruksi kode mesin.

Contoh :

Makro yang menambah 1 ke isi lokasi N

MACRO INSTRUCTION ditulis sebagai ADD 1 (N)

ADD 1 (N) generasi S : 0 menyimpan isi akumulator pada saat itu

STA S

LDN 1

ADD N mengADD N

STA N menambah 1 ke lokasi N

LDA S mengganti isi akumulato asli



SUBSISTEM INPUT OUTPUT

Buffer (penyangga) adalah area penyimpanan temporer yang menyangga data selama

berbagai tahapan penginputan dan pengoutputan. Buffer terdir dari 2 jenis :

a. area buffer internal

area pemyimpanan utama yang dirancang sebagian untuk menyangga data yang sedang

menunggu pengoutputan atau data yang saat itu diinput namun belum diproses.

b. register buffer

register ini dilokasikan pada berbagai posisi sepanjang lintasan data antara perangkat

I/O dan prosesor.

Channel : lintasan sepanjang yang dilalui arus sinyal data I/O

Bus ( highway) : item data hardware yang ada dalam prosesor sebagai tempat berlalunya

sinyal data dari salah satu sumber ke salah satu satu tujuan.

Interface : item hardware yang dilokasikan pada tiap channel yang bersebelahan dengan

prosesor. Ia mengubah sinyal kontrol dan sinyal data dari prosesor yang ada dalam bentuk

standard menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh peraangkat yang dikoneksikan ke

interface itu. Ia juga mengubah semua input peripheral ke satu bentuk standard untuk

prosesor.

Bagian interface yang dikoneksikan ke perangkat, ada device-control circuitry, sebagian

merupakan bagian terpadu dari interface. Control circuitry mampu malakukan autonomous

operation dalam jumlah besar, namun bekerja dengan melakukan respon terhadap kondisi

yang ditetapkan atau dibangun oleh I/O control circuitry.

( gambar 33.1 )

Metode I / O sederhana

Tiga register khusus yang ada dalam card interface :

a. data buffer atau daata buffer register

menyangga satu karakter yang telah diterima dari perangkat atau yang akan dikirim ke

perangkat



b. busy register atau control bit register

register bit tunggal yang ada dibaawah kendali kontrol I/O, tidak dipengaruhi oleh

perangkat tersebut. Diset 1 saat channel terbuka sampai dapat memulai pentrasferan,

diset 0 jika channel tidak akan digunakan

c. done register atau device status register

register bit tunggal yang biasanya diset 0 selagi bit busy diset ke 1. Register ini diset 1

jika sinyal diterima dari perangkat, kareana ia menyelesaikan transfer antara dirinya

sendiri dan register buffer data. Register bit tunggal jenis ini sering disebut flag.

Gambar typical input output


Console panel lights+ Switch

Buffer + Circuit

Main Store

Main Store Access

Controller

I/O Bus and I/O Channel Control

Interface

Device control

Multiplexor I/O Control

Channel I/O Control

A L U

Accumulators

Interface

Device control

Interface

Device control

Interface

Device control

Interface

Device control

Interface

Device control

Device 1 Device 2 Device 6Device 5Device 4Device 3

Channel 1 Channel 2 Channel 3

Channels(data channel)

Channels(data channel)

Keterangan : Device 1- 5 digunakan misalnya untuk card readers, Line printers, VDU, dan Typewriter terminal Device 6 digunakan untuk fast devices seperti disk unit, tape unit, drum unit

Merupakan data paths


I/O sederhana dengan perangkat lain

a. document reader

instruksi ekstra dibutuhkan untuk tindakan non-read seperti pengeluaran dokumen dari

hopper. Register status-perangkat bukan hanya register flag tunggal namun mrnyangga

kode-kode yang memberi informasi mengenai kapan dokumen ada di bawah stasiun

read, kapan tidak ada dokumen yang ditinggalkan atau kapan dokumen dilompatkan.

b. line printer

register penyangga data akan menyangga sejumlah karakter yang bersesuaian dengan

bagian dari suatu jalur atau keseluruhan jalur.

c. graph plotter

meliputi tindakan menaikkan dan menurunkan pena, menggerakkan pen satu unit

menurut arah Y, menggerakkan pena satu unit menurut arah X.

Penyanggaan ( buffering )

Adalah pentransferan data ke dalam penyimpanan temporer sebelum diproses atau di

output, hingga memungkinkan pengoperasian perangkat-perangkat secara serentak.

READ Document 1 Document 2 Document 3

PROCESS Document 1

Document 2

Document 3

PRINT Document 1 Document 2 Document 3

waktu yang dibutuhkan setelah pembacaan dokumen pertama, semua pembacaan,

pemrosesan dan pencetakan berikutnya dapat ditumpangtindih, dengan demikian waktu

total yang diperlukan sedikit melebihi kecepatan perangkat yang terlamban.


waktu


Multipleksing

Melibatkan pentransmisian kode karakter dari jumlah perangkat sepanjang satu channel.

Perangkat hardware yang menjalankan tugas ini disebut multiplexor.

Multiplexor mempunyai register penyangga sendiri yang digunakan untuk menerima

karakter dari perangkat yang dikoneksikan ke multiplexor. Multiplexor dapat bertindak

secara sinkron ( transfer data pada frekwensi waktu yang teratur ) atau secara sinkron

( mentransfer data bila telah siap ).

Multiplexor komunikasi

Mentransmisikan data dari sejumlah terminal yang dikoneksikan kepadanya.

Channel data

Channel data mencuri siklus memori dari instruksi yanag saat ini sedang dijalankan agar

daapat melakukan transfer. Karena hanya 1 akses memori yang dapat ditangani tiap kali,

maka akses oleh channel data memperlambat kecepatan akses memori program.

Menggunakan channel data denagn unit disk magnetis

1. menset register pencacah alamat memori untuk menetapkan lokasi pertama area

penyangga internal.

2. Hardware mencuri siklus memori selagi mentransfer blok data

3. Memilih head baca/tulis permukaan

4. Menggerakkan head di atas track yang sesuai.

Kontrol sistem

a. sistem pengoperasian adalah tempat program yang melakukan pengontrolan atas

operasi komputer


Devices Multi-plexor I/O Channel


b. sistem pengoperasian minimum dan pusat suatu sistem yang besar merupan program

executive atau supervisor yang mengontrol dan menjadwal penggunaan hardware

c. program yang memrlukan penginputan dan pengoutputan data melakukan pekerjaan

melalui sistem pebgoperasian.

Interrupt

Adalah pemutusan terhadap kontrol berangkai otomatis normal hingga dari pada mejemput

instruksi berikutnya sebagai bagian dari pelaksanaan silkus penjemputan-eksekusi, unit

kontrol menjemput instruksi pertama program lain atau menjemput instruksi dari bagian

lain dari program yang sama.

Penggunaan interrupt dalam I/O

a. melakukan request intrrupt dengan menset flag done ke 1.

b. Sebelum menjemput instruksi berikutnya selama perangkat instruksi normal, hardware

proseesor secara otomatis mengecek untuk melihat pakaha terdapat interrupt request.

c. Pengecekan intrrupt hanya akan dilakukan jika sistem interrupt diaktifkan

d. Karena ada lebih dari satu perangkat yang dapar melakukan request pada waktu

tertentu, maka tiap perangkat diberi posisi prioritas.

e. Program yang ingin mengoutput data dapat merequest interrupt dengan menggunakan

suatu instruksi yang mensetnbit intrrupt khusus ke 1.

Paeranan supervisor

a. Satu lokasi tertentu digunakan untuk menyangga alamat instruksi pertama daaalam

program supervisor.

b. Request interrupt menyebabkan hardware prosesor malakukan jump tak kondisional ke

instruksi yang alamatnya ditetapkan dalam lokasi nol.

c. Ketika dimasukkan supervisor melakukan :

1. menyimpan link untuk kembali ke program utama

2. menyimpan isi semua akumulator hingga diganti sebelum kembali ke program

utama



3. jika interrupt terjadi selama pengeksekusian suatu routine, yang ia sendir I

menangani I/O dari perangkat, akan meyebabkan hilangnya data

4. jika sistem intrrupt dibiarkan selagi menangani satu interrupt, dimungkinkan bahwa

interrupt lain akan terjadi.

Kecepatan perangkat

Perangkat berprioritas rendah cenderung menunggu lama untuk mendapatkan layanan.

Perangkat lamban jika diberi priorotas rendah akan menghalangi aktivitas pemrosesan

karena tidak dapat menginput data yang cukup. Karena itu umumnya perangkat

berkecepatan rendah diberi priorotas yang lebih tinggi.


BAHASA MESINdwahyuni.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/37639/7... · Web viewJika kita tidak...

Documents

Transcript of BAHASA MESINdwahyuni.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/37639/7... · Web viewJika kita tidak...