MODUL

SISTEM KOMPUTER

Di susun oleh :

Aldi Pranata

Alvin Amartya Azro

XI TKJ 1

SMK NEGERI 1 KOTA BENGKULUJl. Jati No. 41 Kel. Padang Jati Kec.Ratu Samban Kota Bengkulu. 38228 Tlp. 0736347787

2016/2017

BAB I

SISTEM INPUT-PROSES-OUTPUT

A. Pengertian Input, Proses & Output

Dalam Perangkat Keras (Hardware) Komputer, terdapat 3 Buah Konsep perangkat keras, yakni:1. Alat Input adalah alat-alat yang berfungsi memasukan data atau perintah kedalam

komputer.Contoh dari alat input antara lain:1) Keyboard

Papan Ketik yang berfungsi memasukan data baik itu char(Karakter),number(nomor) atau symbol.

2) MouseSebuah alat input yang digunakan untuk menunjukan cursor(Pointer)

3) ScannerAlat input yang berfungsi untuk men duplikat/ mengcopy teks/gambar dari kertas/foto dsb.

4) JoystickAlat input yang berfungsi memberikan masukan namun biasanya dipakai dalam game.

5) Camera digitalInput Gambar/image.

6) MicrophoneInput Suara.

7) DigitizerDigunakan dalam pemetaan

8) Touch ScreenDigunakan memberikan instruksi sama seperti mouse namun kelebihan nya di sentuh

9) Touch pad10) Track ball11) Light Pen12) Handy cam.

2. Alat Pemproses adalah alat-alat yang berfungsi mengolah data kedalam komputer setelah mengalami proses Input.Contoh dari alat pemproses adalah Processor.

3. Alat Output adalah alat-alat yang berfungsi mengeluarkan data-data yang berbentuk informasi.Contoh dari alat Output adalah:

1. MonitorMenampilkan display gambar, teks, symbol dsb.

2. PrinterMencetak document yang telah kita buat

3. SpeakerMemunculkan suara yang dapat di input lewat microphone atau mp3

4. Proyektorsama seperti monitor, namun media proyektor dapat di dinding.

Diagram Blok Alur Kerja Komputer

1. Input Device (Alat Masukan)  Adalah alat-alat yang berfungsi memasukan data atau perintah kedalam komputer.

2. Output Device (Alat Keluaran)  Adalah alat-alat yang berfungsi mengeluarkan data-data yang berbentuk informasi.

3. I/O Ports Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.

4. CPU (Central Processing Unit) CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

5. Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang haya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan. Contoh memory External berupa Hardisk,Flashdisk dan compact disk.

6. Data Bus Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

7. Address Bus Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

8. Control Bus 

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

a) Hardisk1. Definisi Hardisk

Hardisk merupakan Hardware tempat penyimpanan sekunder dimana data disimpan sebagai pulsa magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi.Hardisk juga dapat disebut memory Permanen karena dapat tetap menyimpan data walaupun aliran listrik pada computer telah mati,berbeda dengan RAM yang tidak dapat menyimpan data secara permanent karena jika aliran listrik mati,data-data nya pun tidak dapat disimpan.Hardisk dapat bersifat Input maupun Output. Hardisk Bersifat Input apabila hardisk mentransfer data ke Hardisk lainya atau Ke flashdisk, Hardisk juga dapat bersifat Output apabila ada data yang dikirimkan ke hardisk ini.Berikut ini merupakan Contoh Hardisk:

Pada Hardisk,Data disimpan dalam lingkaran konsentris yang disebut track. Tiap track dibagi dalam beberapa segment yang dikenal sebagai sector. Untuk melakukan operasi baca tulis data dari dan ke piringan, harddisk menggunakan head untuk melakukannya, yang berada disetiap piringan. Head inilah yang selanjut bergerak mencari sector-sector tertentu untuk dilakukan operasi terhadapnya. Waktu yang diperlukan untuk mencari sector disebut seek time. Setelah menemukan sector yang diinginkan, maka head akan berputar untuk mencari track. Waktu yang diperlukan untuk mencari track ini dinamakan latency.

2. Sejarah HardiskHarddisk pada awal perkembangannya didominasi oleh perusahaan raksasa yang

menjadi standard komputer yaitu IBM. Ditahun-tahun berikutnya muncul perusahaan-perusahaan lain antara lain Seagate, Quantum, Conner sampai dengan Hewlet

Packard’s di tahun 1992. Pada awalnya teknologi yang digunakan untuk baca/tulis, antara head baca/tulisnya dan piringan metal penyimpannya saling menyentuh. Tetapi pada saat ini hal ini dihindari, dikarenakan kecepatan putar harddisk saat ini yang tinggi, sentuhan pada piringan metal penyimpan justru akan merusak fisik dari piringan tersebut. Berikut ini Sejarah Singkatnya:

a. Punched Card.Data storage tertua yang diketahui adalah punch card, diciptakan pada tahun 1725 oleh Basile Bouchon pada saat itu penggunaannya adalah untuk menyimpan data pola tenun kain dengan cara melubangi gulungan kertas.

b. Selectron TubePada tahun 1946 RCA mulai membuat Selectron Tube yang merupakan bentukmemori pertama berbasis komputer dengan ukuran panjang sekitar 30 cmdengan kapasitas 4 Kb, memori ini tidak berumur panjang dipasarankarena harganya terlalu mahal.

c. Magnetic TapeMagnetic tape merupakan media penyimpanan data yang biasanya digunakan untuk komputer jenis mini ataupun mainframe.

d. Floppy DiskPada tahun 1969 disket pertama kali diperkenalkan dengan ukuran 20 cm mampu menampung data 80 Kb tetapi hanya untuk sekali pakai, 4 tahunkemudian dengan ukuran yang sama, ditingkatkan lagi kemampuannyamenjadi 256 Kb dan bisa dipakai berulang-ulang. Tahun demi tahun ukurandisket semakin kecil dan kemampuan menyimpan datanya semakin besar pula.Namun Pada saat sekarang,diskete sudah mulai jarang digunakan karena MuncuLnya “Hardisk”.

e. HardiskPada 13 September 1956 IBM memperkenalkan Komputer model terbarunya IBM 305 RAMAC,pada saat itu merupakan revolusi karena IBM 305 RAMAC disertai denganHardisk pertama di dunia dengan kapasitas yang luar biasa yaitu 4,4 MB.Hardisknya sendiri terdiri dari 50 keping piringan berukuran 60 cm. IBMmenyewakan komputer ini seharga Rp. 30 jutaan

perbulan. Hardisk masih terus dipakai sampai sekarang dengan ukuran yang lebihkecil dan dengan kapasitas yang tentu saja jauh lebih besar.Jika dibandingkan Hardisk pertama, hardisk generasi baru inikapasitasnya bisa sekitar 200,000 kali lipat, kapasitasnya juga bukanlagi Mega Bites tapi Giga Bites bahkan Tera Bites. Masih banyak Data Storage lain pada saat ini yang terus berkembangdengan berbagai macam genre dan variannya semacam CD, DVD, Flash, SD,MicroSD, BlueRay dan sebagainya.a. Kecepatan Putar Disk 

pada jaman awal sekitar 3600RPM. Dengan semakin berkembangnya teknologi, kecepatan putar ditingkatkan menjadi 4500RPM dan 5400RPM. Karena kebutuhan media penyimpan yang mempunyai kemampuan tinggi dibuatlah dengan kecepatan 7200RPM yang digunakan pada harddisk SCSI. Berikut tabel kecepatan harddisk yang diaplikasikan pada berbagai jenis interface yang berbeda :

b. KapasitasKapasitas harddisk pada saat ini sudah mencapai orde ratusan GB bahkan TB(Terra Byte). Hal ini dikarenakan teknologi bahan yang semakin baik, kerapatan data yang semakin tinggi. Teknologi dari Western Digital saat ini telah mampu membuat harddisk 200GB dengan kecepatan 7200RPM. Sedangkan Maxtor dengan Maxtor MaxLine II-nya yaitu harddisk berukuran 300GB dengan kecepatan 5400RPM. Beriringan dengan transisi ke ukuran harddisk yang lebih kecil dan kapasitas yang semakin besar terjadi penurunan dramatik dalam harga per megabyte penyimpanan, membuat hardisk kapasitas besar tercapai harganya oleh para pemakai komputer biasa.

BAB II

PERANGKAT  EKSTERNAL/PERIPHERAL

Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interfaces) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.

Peripheral adalah hardware tambahan yang disambungkan ke komputer, biasanya dengan bantuan kabel. Peripheral ini bertugas membantu komputer menyelesaikan tugas yang tidak dapat dilakukan oleh hardware yang sudah terpasang didalam casing. Macam-macam peripheral :

1. Peripheral input.2. Peripheral output

1) Peripheral Input  adalah hardware tambahan yang menjadi sarana pendukung pemasukan data ke komputer.

a. Card Reader Adalah alat untuk membaca kartu memori yang biasanya dihubungkan ke komputer dengan kabel USB.Pada awalnya pembaca kartu memori dirancang hanya untuk membaca satu jenis kartu memori saja, misalnya hanya kartu CF saja atau kartu SD saja.

b. Keyboard merupakan sebuah papan yang terdiri dari tombol-tombol seperti huruf alfabet (A—Z) untuk mengetikkan kalimat, juga terdapat angka 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 dan lain-lain, serta simbol-simbol khusus lainnya pada komputer.

c. Mouse adalah alat yang digunakan untuk memasukkan data ke dalam komputer selain papan tombol. Tetikus memperoleh nama demikian karena kabel yang menjulur berbentuk seperti ekor tikus.

d. Scanner (bahasa Inggris: scanner) merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindai suatu bentuk maupun sifat benda, seperti dokumen, foto, gelombang, suhu dan lain-lain.

e. Optical Character Reader yang biasa disingkat OCR) adalah alat mekanis atau elektronika yang digunakan untuk menerjemahkan menerjemahkan tulisan tangan ataupun naskah ketikan (biasanya dipindai menggunakan pemindai) menjadi teks yang dapat diedit dengan suatu aplikasi komputer.

f. Touch Screen Adalah sebuah perangkat input komputer yang bekerja dengan adanya sentuhan tampilan layar menggunakan jari atau pena digital.

2) Peripheral output adalah : Untuk menampilkan hasil olahan komputer dalam bentuk grafis maupun teks secara visual dalam bentuk cetakan.a. Monitor.

Fungsi: untuk menampilkan data, instruksi dan informasi dalam bentuk teks dan grafik atau gambar di layar monitor.

b. SpeakerFungsi: untuk menghasilkan atau mengeluarkan efek suara dari komputer.

c. PrinterFungsi: untuk mencetak data/informasi dari komputer dengan kertas.

d. Ploter Digunakan untuk mencetak gambar ukuran yang cukup besar, seperti gambar mesin dan konstruksi bangunan.

e. InfocusInfocus hampir sama dengan monitor. Fungsinya adalah untuk menampilkan gambar/visual hasil pemrosesan data. Hanya saja, infocus memerlukan objek lain sebagai media penerima pancaran signal-signal gambar yang dipancarkan. Media penerima tersebut sebaiknya memiliki permukaan datar dan berwarna putih (terang). Biasanya yang digunakan adalah dinding putih, whiteboard, ataupun kain/layar putih yang dibentangkan.

BAB III

STRUKTUR DAN INTERKONEKSI BUS

Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer disebut sebagai Bus System. Biasanya sebuah Bus System terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah.

Bus System dapat dibedakan atas:1. Data Bus ( Saluran Data )2. Address Bus ( Saluran Alamat )3. Control Bus ( Saluran Kendali )

Elemen-Elemen Rancangan BusRancangan suatu bus dapat dibedakan atau diklasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut :

1. Jenis bus2. Metode Arbitrasi3. Timing4. Lebar Bus5. Jenis Transfer Data.

Jenis BusJenis bus dapat dibedakan atas :

1. DedicatedMerupakan metode di mana setiap bus ( saluran ) secara permanen diberi fungsi atau subset fisik komponen komputer.

2. Time Multiplexed Merupakan metode penggunaan bus yang sama untuk berbagai keperluan,sehingga menghemat ruang dan biaya.

Metode ArbitrasiMetode arbitrasi adalah metode pengaturan dari penggunaan bus, dan dapat dibedakan

atas: 1. Tersentralisasi : menggunakan arbiter sebagai pengatur sentral2. Terdistribusi : setiap bus memiliki access control logic.

TimingTiming berkaitan dengan cara terjadinya event yang diatur pada bus system, dan dapat

dibedakan atas :

1. Synchronous = Terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock ( pewaktu )2. Asynchronous = Terjadinya sebuah event pada bus mengikuti dan tergantung

pada event sebelumnya.

Lebar Bus

Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu saat.

Jenis Transfer DataTransfer data yang menggunakan bus di antaranya adalah :

1. Operasi Read2. Operasi Write3. Operasi Read Modify Write4. Operasi Read After Write5. Operasi Block.

PCIPCI adalah singkatan dari Peripheral Component Interconnect dan merupakan bus yang

tidak tergantung pada prosesor, berbandwith tinggi serta dapat berfungsi sebagai mezzanine atau bus peripheral.

PCI memberikan sistem yang lebih baik bagi subsistem I/O berkecepatan tinggi , seperti : graphic display adapter, network interface controller, dan disc controllerPCI dirancang untuk mendukung bermacam-macam konfigurasi berbasiskan mikroprosesor, baik sistem mikroprosesor tunggal ataupun sistem mikroprosesor jamak. Karena itu PCI memanfaatkan timing synchronous dan pola arbitrasi tersentralisasi untuk memberikan sejumlah fungsi.

Future Bus +Future Bus + adalah standar bus asinkron berkinerja tinggi yang dibuat oleh IEEE dan

didasarkan atas:

1. Tidak tergantung pada arsitektur, prosesor dan teknologitertentu.

2. Memiliki protokol transfer asinkron dasar3. Menyediakan dukungan bagi sistem-sistem yang fault tolerant

dan memiliki reliabilitas yang tinggi4. Menawarkan dukungan langsung terhadap memori berbasis

cache yang dapat digunakan bersama5. Memberikan definisi transportasi pesan yang kompetibel

A. Interkoneksi struktur

Komputer terdiri dari satu set komponen atau modul dari tiga tipe dasar (prosesor, memori, i / o) yang berkomunikasi satu sama lain. Pada dasarnya, komputer adalah jaringan modul bacis. Sehingga harus ada jalan untuk menghubungkan modul. Koleksi jalan yang menghubungkan berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Desain struktur ini akan tergantung pada pertukaran yang harus dilakukan antara modul. Angka 3,15 menunjukkan jenis pertukaran yang dibutuhkan oleh yang menunjukkan bentuk utama dari input dan output untuk

setiap jenis modul Struktur interkoneksi adalah kumpulan lintasan yang menghubungkan berbagai komponen-komponen seperti CPU, Memory dan i/O, yang saling berkomunikasi satu dengan lainnya.

1. CPUCPU membaca instruksi dan data, menulis data setelah diolah, dan menggunakan

signal-signal kontrol untuk mengontrol operasi sistem secara keseluruhan. CPU juga menerima signal-signal interupt. 

2. MemoryMemory umumnya modul memory terdiri dari n word yang memiliki panjang yang

sama. Masing-masing word diberi alamat numerik yang unik(0,1…,N-1). Sebuah word data dapat dibaca dari memory atau ditulis ke memori. Sifat operasinya ditandai oleh signal-signal control read dan write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat. 

3. I/OI/O berfungsi sama dengan memory.Terdapat dua buah operasi, baca dan tulis. Selain

itu, modul-modul i/O dapat mengontrol lebih dari 1 perangkat eksternal. Kita dapat mengaitkan interface ke perangkat eksternal sebagai sebuah port dan memberikan alamat yang unik (misalnya,0,1,…,M-1) ke masing-masing port tersebut. Di samping itu, terdapat juga lintasan-lintasan data internal bagi input dan output data dengan suatu perangkat eksternal. Terakhir, modul i/O dapat mengirimkan sinyal-sinyal interupt ke cpu. 

4. ProcessorProsesor membaca dalam instruksi dan data, menulis data setelah keluar pengolahan,

dan menggunakan sinyal kontrol untuk mengendalikan keseluruhan sistem operasi. Juga menerima sinyal interupt. Dari  jenis  pertukaran  data  yang  diperlukan  modul  –  modul  komputer,  maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data berikut :

Memori ke CPUCPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.

CPU ke MemoriCPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.

I/O ke CPUCPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.

CPU ke I/OCPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.

I/O ke Memori atau dari Memori ke I/Odigunakan pada sistem DMA.Saat  ini   terjadi perkembangan  struktur  interkoneksi,  namun  yang  banyak digunakan adalah  sistem  bus.  Sistem  bus  ada  yang 

digunakan  yaitu sistem bus tunggal dan struktur sistem bus campuran, tergantung karakteristik sistemnya.

B. Interkoneksi Bus

Bus  merupakan  lintasan  komunikasi  yang  menghubungkan  dua  atau  lebih  komponen  komputer. Karakteristik utama dari bus yaitu sebagai media  transmisi  yang  dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Karena   digunakan  bersama,  diperlukan  pengaturan  agar  tidak  terjadi  tabrakan  data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan scara bersamaaan, dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.

Struktur Bus Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan menjadi tiga bagian, yaitu :

1) Saluran  dataSaluran data (data bus) adalah lintasan yang digunakan sebagai perpindahan

data antar modul. Secara umum lintasan ini disebut  bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32. Saluran ini bertujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data disebut lebar bus, dengan satuan bit, misal : lebar bus 16 bit. 

2) Saluran  alamatSaluran alamat (address bus) digunakan untuk menspesifikasi sumber dan

tujuan data pada bus data. Saluran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. Juga digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU  mengakses suatu modul. Perlu diketahui, semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. Misalnya mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya.

3) Saluran  kontrol.Saluran kontrol (control  bus) digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat

dan seluruh modul yang ada. Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini. Sinyal–sinyal kontrol terdiri atas sinyal pewaktuan dan sinyal–sinyal perintah. Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat, sedangkan sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi.Secara umum saluran kontrol meliputi :

Memory Write, memerintahkan data pada bus yang akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.

Memory Read memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data.

I/O Write, memerintahkan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O. I/O Read, memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data.

Transfer  ACK,  menunjukkan  data  telah  diterima  dari  bus  atau  data  telah ditempatkan pada bus.

Bus Request, menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus. Bus  Grant,  menunjukkan modul yang melakukan request telah  diberi hak

mengontrol bus. Interrupt Request, menandakan adanya penangguhan interupsi dari modul. Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU. Clock, kontrol untuk sinkronisasi operasi antar modul. Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modul.

Secara fisik bus adalah konduktor  listrik  yang dihubngkan secara paralel yang berfungsi menghubungkan modul–modul. Konduktor ini biasanya adalah saluran utama pada PCB motherboard dengan layout tertentu sehingga didapat fleksibilitas penggunaan. Untuk modul I/O biasanya dibuat slot bus yang mudah dipasang dan dilepas, seperti slot PCI dan ISA. Sedangkan untuk chips akan terhubung melalui pinnya.Prinsip Operasi. Prinsip operasi bus adalah sebagai berikut :

Operasi pengiriman data ke modul lainnya :1) Meminta penggunaan bus.2) Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke

modul yang dituju. Operasi meminta data dari modul lainnya :

1) Meminta penggunaan bus.2) Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran kontrol dan alamat

yang sesuai.3) Menunggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan.

Hierarki Multiple BusBila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja. Faktor – faktor :

Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus. Antrian penggunaan bus semakin panjang. Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Arsitektur Bus Jamak Kinerja Tinggi Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi, yaitu :

Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus.

BAB IVDASAR DAN SIMBOL FLOWCHART

1. Pengenalan Flowchart

Flowchart merupakan gambar atau bagan yang memperlihatkan urutan dan hubungan antar proses beserta instruksinya. Gambaran ini dinyatakan dengan simbol. Dengan demikian setiap simbol menggambarkan proses tertentu. Sedangkan hubungan antar proses digambarkan dengan garis penghubung.

Flowchart ini merupakan langkah awal pembuatan program. Dengan adanya flowchart urutan poses kegiatan menjadi lebih jelas. Jika ada penambahan proses maka dapat dilakukan lebih mudah. Setelah flowchart selesai disusun, selanjutnya pemrogram (programmer) menerjemahkannya ke bentuk program dengan bahsa pemrograman.

2. Simbol-simbol flowchart

Flowchart disusun dengan simbol-simbol. Simbol ini dipakai sebagai alat bantu menggambarkan proses di dalam program. Simbol-simbol yang dipakai antara lain :

Flow Direction symbol

Yaitu simbol yang digunakan untuk menghubungkan antara simbol yang satu dengan simbol yang lain. Simbol ini disebut juga connecting line.

Terminator Symbol

Yaitu simbol untuk permulaan (start) atau akhir (stop) dari suatu kegiatan

Connector Symbol

Yaitu simbol untuk keluar – masuk atau penyambungan proses dalam lembar / halaman yang sama.

Connector Symbol

Yaitu simbol untuk keluar – masuk atau penyambungan proses pada lembar / halaman yang berbeda.

Processing Symbol

Simbol yang menunjukkan pengolahan yang dilakukan oleh komputer

Simbol Manual Operation

Simbol yang menunjukkan pengolahan yang tidak dilakukan oleh komputer

Simbol Decision

Simbol pemilihan proses berdasarkan kondisi yang ada.

Simbol Input-Output

Simbol yang menyatakan proses input dan output tanpa tergantung dengan jenis peralatannya

Simbol Manual Input

Simbol untuk pemasukan data secara manual on-line keyboard

Simbol Preparation

Simbol untuk mempersiapkan penyimpanan yang akan digunakan sebagai tempat pengolahan di dalam storage.

Simbol Predefine Proses

Simbol untuk pelaksanaan suatu bagian (sub-program)/prosedure

Simbol Display

Simbol yang menyatakan peralatan output yang digunakan yaitu layar, plotter, printer dan sebagainya.

Simbol disk and On-line Storage

Simbol yang menyatakan input yang berasal dari disk atau disimpan ke disk.

3. Kaidah-kaidah pembuatan FlowchartDalam pembuatan flowchart tidak ada rumus atau patokan yang bersifat mutlak. Karena

flowchart merupakan gambaran hasil pemikiran dalam menganalisa suatu masalah dengan komputer. Sehingga flowchart yang dihasilkan dapat bervariasi antara satu pemrogram dengan pemrogram lainnya. Namun secara garis besar, setiap pengolahan selalu terdiri dari tiga bagian utama, yaitu;

1) Input berupa bahan mentah2) Proses pengolahan3) Output berupa bahan jadi.

Untuk pengolahan data dengan komputer, dapat dirangkum urutan dasar untuk pemecahan suatu masalah, yaitu;

START: berisi instruksi untuk persiapan perlatan yang diperlukan sebelum menangani  pemecahan masalah.

READ: berisi instruksi untuk membaca data dari suatu peralatan input. PROCESS: berisi kegiatan yang berkaitan dengan pemecahan persoalan sesuai

dengan data yang dibaca.

WRITE: berisi instruksi untuk merekam hasil kegiatan ke perlatan output. END: mengakhiri kegiatan pengolahan

Gambar berikut memperlihatkan flowchart dari kegiatan dasar di atas .

Dari gambar flowchart di samping terlihat bahwa suatu flowchart harus terdapat proses persiapan dan proses akhir. Dan yang menjadi topik dalam pembahasan ini adalah tahap proses. Karena kegiatan ini banyak mengandung variasi sesuai dengan kompleksitas masalah yang akan dipecahkan. Walaupun tidak ada kaidah-kaidah yang baku dalam penyusunan flowchart, namun ada beberapa anjuran yaitu:

Hindari pengulangan proses yang tidak perlu dan logika yang berbelit sehingga jalannya proses menjadi singkat

Penggambaran flowchart yang simetris dengan arah yang jelas.

Sebuah flowchart diawali dari satu titik START dan diakhiri dengan END

BAB V

ORGANISASI PROCESSOR, REGISTER, DAN SIKLUS INTRUKSI (FETCHING, DECODING DAN EXECUTING)

1. Organisasi Processor

Hal-hal yang perlu dilakukan cpu adalah:

1. Fetch instruction / mengambil instruksi : cpu harus membaca instruksi dari memori.2. Interpret instruction / menerjemahkan instruksi : instruksi harus didekode untuk

menentukan aksi    apa yang diperlukan.3. Fetch data / mengambil data : eksekusi suatu instruksi mungkin memerlukan pembacaan

data dari memori atau modul i/o.4. Process data / mengolah data : eksekusi suatu instruksi mungkin memerlukan operasi

aritmetika atau logika terhadap data.5. Write data / menulis data : hasil eksekusi mungkin memerlukan penulisan data ke memori

atau modul i/o.

Untuk melakukan tindakan ini prosesor kebutuhan beberapa cara untuk menyimpan instruksi dan data sementara. Sebuah representasi sederhana dari sebuah prosesor dapat ditampilkan sebagai berikut .

Jika Anda melihat lebih dekat pada organisasi internal prosesor, Anda akan melihat bahwa sangat mirip dengan pembuatan komputer.

2. Organisasi Register

Organisasi register meliputi jenis-jenis register di bawah ini:

General: terdapat 8 buah register general-purpose 32-bit. Register-register ini juga dapat menampung operand-operand untuk keperluan kalkulasi alamat.

Segment: keenam register segmen 16-bit berisi pemilih segmen, yang diindex ke dalam tabel segmen.

Flags: register eflag berisi kode kondisi (persyaratan) dan bermacam-macam bit mode. Instruction pointer: berisi alamat instruksi saat itu.

Terdapat juga register-register yang secara khusus ditujukan bagi unit floating point:

Numeric: semua register menampung bilangan floating point 80 bit extended-precision.  Control: register control 16-bit berisi bit-bit yang mengontrol operasi unit floating point. Status: register status 16-bit berisi bit-bit yang merefleksikan status unit floating point saat

itu. Tag word: register 16-bit ini berisi tag 2-bit bagi semua register numerik floating point, yang

mengindikasikan sifat-sifat isi register yang berkaitan. Keempat nilainya adalah valid, nol, special (nan, infinity, denormalized) dan kosong.

Register pada cpu memiliki 2 fungsi:

1. User-visible registers: register ini memungkinkan pemrogram bahasa mesin dan bahasa assembler meminimalkan referensi main memori dengan cara mengoptimasi penggunaan

register. Register ini adalah register yang dapat direfensikan dengan menggunakan bahasa mesin yang dieksekusi cpu.

2. Control and status registers: register-register ini digunakan oleh unit kontrol untuk mengontrol operasi cpu dan oleh program sistem operasi untuk mengontrol eksekusi program. Terdapat 4 macam register yang penting bagi eksekusi instruksi :

Program counter (pc) atau pencacah program : berisi alamat instruksi yang akan diambil.

Instruction register (ir) : berisi instruksi yang terakhir diambil. Memori address register (mar) : berisi alamat sebuah lokasi di dalam memori. Memori buffer register (mbr) : berisi sebuah word data yang akan dituliskan ke dalam

memori atau word yang terakhir dibaca.

Banyak prosesor termasuk register atau kumpulan register yang dikenal sebagai kata status program ( PSW ) yang berisi informasi status . Beberapa bidang umum termasuk

Sign – tanda sedikit hasil dari operasi aritmatika terakhir Zero – Mengatur kapan hasilnya adalah 0 Carry – Mengatur jika operasi menghasilkan carry masuk atau meminjam dari sedikit high-

order Equal – Mengatur jika hasil membandingkan logis adalah kesetaraan Overflow – Digunakan untuk menunjukkan aritmetik overflow Interrupt Enable/Disable – Digunakan untuk mengaktifkan / menonaktifkan interupsi Supervisor – menunjukkan apakah prosesor mengeksekusi di supervisor atau mode pengguna

3. Siklus Instruksi (Instruction Cycle)

Sebuah siklus instruksi meliputi subsiklus-subsiklus berikut ini:

Fetch: membaca instruksi berikutnya dari memori ke dalam cpu. Execute: menginterpretasikan opcode dan melakukan operasi yang diindikasikan. Interrupt: apabila interrupt diaktifkan dan interrupt telah terjadi, simpan status proses

saat itu dan layani interrupt.

1. Siklus Tak Langsung

Eksekusi sebuah instruksi melibatkan sebuah operand atau lebih di dalam memori, yang masing-masing operand memerlukan akses memori. Kemudian, apabila digunakan pengalamatan tak langsung, maka diperlukan akses memori tambahan.

2. Machine cycle

Machine cycle atau nama lainnya adalah processor cycle atau instruction cyclemerupakan merupakan suatu siklus instruksi dasar yang dikerjakan oleh cpu di dalam melakukan eksekusi suatu instruksi. Rangkaian proses eksekusi instruksi ini dimulai dari proses fetching data dan instruksi yang ada didalam memori hingga proses penulisan kembali hasil eksekusi instruksi tersebut ke dalam memori. Secara garis besar siklus instruksi (machine cycle) dibagi ke dalam beberapa tahapan yaitu:

1) Proses Fetching

Merupakan proses dimana instruksi dan data akan di load dari memori ke dalam cpu. Proses ini dimulai dari pengambilan alamat instruksi yang terdapat di dalam pc (program counter). Alamat yang terdapat di dalam pc ini merupakan alamat valid dari instruksi dan data yang disimpan ke dalam memori utama, dan merupakan alamat instruksi yang akan dieksekusi. Berdasarkan alamat instruksi yang terdapat di dalam pc, cpu akan mengambil instruksi tersebut untuk ditempatkan ke dalam register (instruction register/ ir) yang menyimpan instruksi yang akan dieksekusi.

2)  Proses Decoding

Merupakan tahapan dimana instruksi akan di terjemahkan (interpret) ke dalam perintah-perintah bahasa mesin dasar (add, sb, mba, sta, jmp, dll). Proses ini dilakukan oleh instruction decoder.

3) Proses Executing

Pada tahapan dimana instruksi akan dieksekusi di dalam cpu, yaitu oleh alu (arithmetic logic unit).

Setelah tahapan diatas dikerjakan, maka hasil dari eksekusi tersebut akan dikembalikan ke dalam memori untuk disimpan. proses penyimpanan kembali hasil eksekusi isntruksi terdiri dari beberapa tahapan yaitu:

1.  proses penempatan alamat memori yang digunakan untuk menyimpan hasil instruksi ke dalam mar.

2. proses penempatan data (hasil instruksi) kedalam mdr.

3. proses mengaktifkan memory write control signal pada control bus.

4. proses menunggu memori untuk melakukan write data pada alamat tertentu.

5. proses untuk menonaktifkan memory write control signal pada bus

Dalam menjalakan instruction cycle / machine cycle ada beberapa komponen yang berperan, yaitu:

1. Program counter (pc)

Nama lainnya adalah instruction pointer, merupakan suatu pointer (penunjuk), bagi sejumlah instruksi yang ditempatkan di dalam memori dan akan dieksekusi oleh cpu.

2. Memory address register (mar)

Adalah salah satu register yang terdapat di dalam cpu yang fungsinya adalah untuk menyimpan alamat memori dari data yang akan diambil (fetch) oleh cpu untuk dieksekusi. Selain itu mar juga akan menyimpan alamat memori dari data (hasil instruksi) yang akan ditulis kembali ke dalam memori.

3. Memory data register (mdr)

Merupakan register yang terdapat dalam cpu yang fungsinya adalah menyimpan data sementara yang akan dieksekusi oleh cpu. Setiap kali proses fetching berlangsung, data akan disimpan di dalam mdr sebelum dilakukan proses eksekusi. Demikian juga hasil dari eksekusi instruksi akan disimpan di dalam register ini sebelum dilakukan proses penulisan kembali ke memori.

4. Instruction register

Sama seperti mar dan mdr, instruction register (ir) ini terletak di dalam cpu. Ir ini bertanggung jawab untuk menyimpan instruksi yang akan dieksekusi oleh cpu. Pada beberapa jenis prosesor (terutama yang ada sekarang), digunakan konsep pipeline pada ir ini, dimana pada setiap stage pipeline melakukan proses decoding, dan proses yang lain pada waktu instruksi dikerjakan.

5. Control unit (cu)

Control unit mengkoordinasi semua komponen-komponen yang ada di sistem computer, terutama yang berkaitan dengan pengolahan data dan eksekusi instruksi. Cu mengatur proses fetching instruksi maupun data dari memori ke cpu. Selain itu juga mengatur unit yang lain dengan menyediakan timing dan control signal.

6. Arithmetic logic unit (alu)

Merupakan sirkuit digital yang terdapat di dalam cpu yang memiliki fungsi untuk melakukan komputasi aritmatika dan logika. Alu merupakan unit dasar dari pengolah data dan eksekusi instruksi.

BAB VI

STRUKTUR DAN FUNGSI CPU

Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi.Dalam artikerl kali ini akan banyak dikaji seputar struktur internal komputer. Perhatikan gambar dibawah ini terdapat empat struktur utama:

Gambar 1. Struktur Dasar Komputer

Komponen yang paling menarik namun paling kompleks adalah CPU. Struktur CPU terlihat pada gambar diatas, dengan struktur utamanya adalah :

1. Control Unit

Control unit berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara keseluruhan. Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah :

Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta

mengawasi kerja dari ALU.Menyimpan hasil proses ke memori utama.

2. Arithmetic And Logic Unit (ALU),

ALU bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut  mesin bahasa  (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.

ALU dapat melakukan 4 macam operasi arithmetika matematika yaitu : penjumlahan, pengurangan, pembagian dan perkalian, selain itu juga dapat melakukan operasi logika yang biasannya berisi operasi perbandingan. Tiga kondisi yang dapat ditest oleh operasi logika :

Equal-to condition (=) Less-than condition (<) Greather-than condition (>)

3. Register

Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Register dapat dikategorikan menjadi 2 : register yg terlihat pemakai (pemrogram) dan register untuk kendali & status.

A. Register yang Terlihat Pemakai (Pemogram)

Pemrogram dapat memeriksa isi dari register-register tipe ini. Beberapa instruksi disediakan untuk mengisi (memodifikasi) register tipe ini. Terdiri dari 2 jenis

(a) Register Data

Register data : menyimpan suatu nilai untuk beragam keperluan

1. General purpose register, digunakan untuk beraneka ragam keperluan pada suatu instruksi mesin yang melakukan suatu operasi terhadap data.

2. Special purpose register, digunakan untuk menampung operasi floating point, menampung limpahan operasi penjumlahan atau perkalian.

(b) Register Alamat

Register alamat : berisi alamat data di memori utama, alamat instruksi di memori utama,bagian alamat yang digunakan dalam penghitungan alamat lengkap

1. Register Indeks (index register)Pengalamatan berindeks merupakan salah satu mode pengalamatan popular.

Pengalamatan melibatkan penambahan indeks ke nilai dasar untuk memperoleh alamat efektif

2. Register penunjuk segmen (segment pointer register)Pada pengalamatan bersegmen, memori dibagi menjadi segmen-segmen.

Segmen berisi satu blok memori yang panjangnya dapat bervariasi.Untuk mengacu memori bersegmen digunakan pengacuan terhadap segmen dan offset di segmen itu. Register pengalamatan bersegmen sangat penting dalam manajemen memori.

3. Register penunjuk stack (stack pointer register)Instruksi yang tak memerlukan alamat karena alamat operan ditunjuk register

penunjuk stack. Operasi-operasi terhadap stack :

instruksi pop : mengambil data dari puncak stack. instruksi push : menyimpan data pada stack, dengan meletakkan data di

puncak stack

4. Register penanda (flag register)Isi register merupakan hasil operasi dari pemroses. Register berisi kondisi-

kondisi yang dihasilkan pemroses berkaitan dengan operasi yang baru saja dilaksanakan. Register ini terlihat oleh pemakai tapi hanya dapat diperbaharui oleh peroses sebagai dampak (efek) operasi yang dijalankannya.

B. Register untuk Kendali & Status

Digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses, kebanyakan tidak terlihat oleh pemakai. Sebagian dapat diakses dengan instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode kontrol atau kernelsistem operasi.

a) Register untuk alamat dan buffer terdiri dari :

1. MAR (Memory Address Register) : Untuk mencatat alamat memori yang akan diakses (baik yang akan ditulisi maupun dibaca)

2. MBR (Memory Buffer Register) : Untuk menampung data yang akan ditulis ke memori yang alamatnya ditunjuk MAR atau untuk menampung data dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.

3. I/O AR (I/O Address Register) : Untuk mencatat alamat port I/O yang akan diakses(baik akan ditulisi / dibaca).

4. I/O BR (I/O Buffer Register) : Untuk menampung data yang akan dituliskan ke port yang alamatnya ditunjuk I/O AR atau untuk menampung data dari port (yang alamatnya ditunjuk oleh I/O AR) yang akan dibaca.

b) Register untuk eksekusi instruks

1. PC (Program Counter) : mencatat alamat memori dimana instruksi di dalamnya akandieksekusi

2. IR (Instruction Register) : menampung instruksi yang akan dilaksanakan.

c) Register untuk informasi status

Register ini berupa satu register / kumpulan register. Kumpulan register ini disebut PSW (Program Status Word). PSW berisi kode-kode kondisi pemroses ditambah informasi-informasi status lain, yaitu :

Sign. Flag ini mencatat tanda yang dihasilkan operasi yang sebelumnya dijalankan

Zero. Flag ini mencatat apakah operasi sebelumnya menghasilkan nilai nol Carry. Flag ini mencatat apakah dihasilkan carry (kondisi dimana operasi

penjumlahan/ perkalian menghasilkan bawaan yang tidak dapat ditampung register akumulator)

Equal. Flag ini mencatat apakah operasi menghasilkan kondisi sama dengan Interupt enable/disable. Flag ini mencatat apakah interrupt sedang dapat

diaktifkan atau tidak Supervisor. Flag ini mencatat mode eksekusi yang dilaksanakan, yaitu mode

supervisor atau bukan. Pada mode supervisor maka seluruh instruksi dapat dilaksanakan sedang untuk mode bukan mode supervisor (mode user) maka beberapa instruksi kritis tidak dapat diaktifkan.

d) CPU Interconnection

CPU Interconnection berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU.

C. Fungsi KomputerFungsi dasar sistem komputer adalah sederhana seperti terlihat pada gambar 2. Pada

prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu :

1. Fungsi Operasi Pengolahan Data2. Fungsi Operasi Penyimpanan Data3. Fungsi Operasi Pemindahan Data4. Fungsi Operasi Kontrol

Gambar 2. Fungsi Komputer

Komputer harus dapat  memproses data. Representasi data di sini bermacam–macam, akan tetapi nantinya data harus disesuaikan dengan mesin pemrosesnya. Dalam pengolahan data, komputer memerlukan unit penyimpanan sehingga diperlukan suatu mekanisme  penyimpanan data. Walaupun hasil komputer digunakan saat itu, setidaknya komputer memerlukan media penyimpanan untuk data prosesnya. Dalam interaksi dengan dunia luar sebagai fungsi pemindahan data diperlukan antarmuka (interface), proses ini dilakukan oleh unit  Input/Output (I/O) dan perangkatnya disebut peripheral. Saat interaksi dengan perpindahan data yang jauh atau dari remote device, komputer melakukan proses komunikasi data. Gambar 3 mengilustrasikan operasi–operasi komputer. Gambar 3a adalah operasi pemindahan data, gambar 3b adalah operasi penyimpanan data, gambar 3c dan gambar 3d adalah operasi pengolahan data.

C. Register Internal Program Counter (PC) adalah register yang digunakan untuk menyimpan alamat lokasi

dari memori utama yang berisi instruksi yang sedang diproses. Selama pemrosesan instruksi oleh CPU, isi dari PC diubah menjadi alamat dari memori utama yang berisi instruksi berikutnya yang mendapat giliran akan diproses, sehingga bila pemrosesan sebuah instruksi selesai maka jejak instruksi selanjutnya di memori utama dapat dengan mudah didapatkan

Accumulator (A) adalah register yang memiliki kemapuan khusus dalam opersi aritmatika dan logika. Bial dilihat dari instruksi-instruksi dari assembly Language Z80 maka operasi-operasi aritmatika dan logika selalu melibtkan accumulator A. Bial dibandingkan dengan register-register yang lain maka accumulator ini paling sering digunakan oleh programmer.

Index register adalah Register yang dipakai untuk melakukan operasi string dan sering digunakan  untuk menulis dan membaca ke atau dari memory seperti halnya BX dan BP (Base Pointer), yang terdiri dari register :

1. SI (Source Index)Dipakai sebagai pointer atau tempat penyimpan data. Registerini sering  dipakai sebagai pointer untuk menunjuk sebuah item (indexing) dalam  satu kesatuan data. Pada operasi string, SI dipakai untuk menunjuk ke  byte atau word dalam sebuah source string.

2. DI (Destination Index)

Dipakai sebagai pointer atau tempat penyimpanan data. Sering dipakai  sebagai pointer untuk menunjuk sebuah item (indexing) dalam satu  kesatuan data.  Pada operasi string, DI dipakai untuk menunjuk ke byte atau word dalam sebuah destination string.

Stack Pointer :register yang memiliki fungsi operasi Push & Pop, Operasi push menambahbagian atas daftar, menyembunyikan semua item yang sudah di stack, atau menginisialisasi stack jika kosong. Operasi pop menghapus item dari bagian atas daftar, dan mengembalikan nilai ini ke pemanggil.Sebuah pop mengungkapkan baik yang sebelumnya telah tersembunyi, atau hasil dalam daftar kosong.

BAB VIISET INSTRUKSI

Set instruksi adalah kumpulan dari instruksi yang dapat dijalankan oleh CPU. Pada bahasa mesin, setiap instruksi berbentuk pola bit biner. Disebut juga machine code (bahasa mesin), aslinya juga berbentuk biner atau bahasa assembly. Agar dapat dimengerti manusia, dibuatlah representasi simbolik yang biasanya berupa singkatan (disebut mnemonic). Misal ADD, SUB, LOAD, dll.Sedangkan alamat operand direpresentasikan seperti : ADD A,B

Beberapa contoh simbolik instruksi dalam bahasa manusia :

ADD : Add (Jumlahkan) SUB : Substract (Kurangkan) MUL : Multiply (kalikan) DIV : Devide (bagi) LOAD : Load (mengambil data dari register / memori) STOR : Store (simpan data ke register / memori) MOVE : Move (pindakhan data dari satu tempat ke tempat lain) SHR : shift kanan data SHL : shift kiri data, Dll

1. Elemen-Elemen InstruksiSebuah instruksi harus terdiri dari:

1) Operation Code (Opcode)Merupakan kode operasi yang menspesifikasikan operasi yang akan dilakukan. Kode operasi berbentuk kode biner.

2) Source Operand ReferenceMerupakan sumber dari operand (input instruksi).

3) Result Operand ReferenceMerupakan hasil atau keluaran operasi.

4) Next Instruction ReferenceElemen ini menginformasikan CPU posisi instruksi berikutnya yang harus diambil dan dieksekusi

2. Tipe-Tipe Instruksi1) Pengolahan data (data processing)

Merupakan tipe instruksi yang meliputi operasi-operasi aritmatika dan logika. Operasi aritmatika memiliki kemampuan komputasi untuk pengolahan data numerik. Sedangkan

instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.

2) Perpindahan data (data movement)Merupakan tipe instruksi yang berisi instruksi perpindahan data antar register maupun

modul I/O. untuk  dapat diolah oleh CPU maka diperlukan instruksi-instruksi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan.

3) Penyimpanan data (data storage)Merupakan tipe instruksi yang berisi instruksi-instruksi penyimpanan ke memori.

Instruksi penyimpanan sangat penting dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakan penyimpanan walaupun sementara.

4) Kontrol aliran program (program flow control)Merupakan tipe instruksi yang Berisi instruksi pengontrolan operasi dan percabangan.

Instruksi ini berfungsi untuk pengontrolan status dan mengoperasikan percabangan ke set instruksi lain.

3. Tipe-Tipe Operand1) Addresses

Merupakan tipe inputan instruksi berupa alamat dari instruksi.

2) Numbers :Merupakan tipe inputan instruksi berupa : Integer or fixed point => sebuah integer yang skala dengan faktor tertentu. Penting

untuk dicatat bahwa faktor skala ditentukan oleh jenis, itu adalah sama untuk semua nilai dari jenis fixed-titik tertentu.

Floating point => sebuah bilangan yang digunakan untuk menggambarkan sebuah nilai yang sangat besar atau sangat kecil.

Decimal (BCD) => sistem pengkodean bilangan desimal yang metodenya mirip dengan bilangan biner biasa; hanya saja dalam proses konversi, setiap simbol dari bilangan desimal dikonversi satu per satu, bukan secara keseluruhan seperti konversi bilangan desimal ke biner biasa.

3) Characters :Merupakan tipe inputan instruksi berupa :

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) => suatu standar internasional dalam kode huruf dan simbol seperti Hex dan Unicode tetapi ASCII lebih bersifat universal, contohnya 124 adalah untuk karakter “|”. Ia selalu digunakan oleh komputer dan alat komunikasi lain untuk menunjukkan teks.

EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) => kode 8 bit untuk huruf yang dipakai pada sistem operasi komputer merk IBM, seperti z/OS, OS/390, VM, VSE, OS/400, serta i5/OS

4) Logical Data :

Merupakan tipe inputan instruksi bila data berbentuk binary: 0 dan 1

4. Tipe-Tipe Operasi1) Transfer Data

Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah : Menetapkan mode pengalamatan. Menetapkan panjang data yang dipindahkan. Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas

daripada stack. Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain.Apabila memori dilibatkan :

1. Menetapkan alamat memori.2. Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual.3. Mengawali pembacaan / penulisan memori.

Operasi set instruksi untuk transfer data :

MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori. LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor. EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan. CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan. SET : memindahkan word 1 ke tujuan. PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack. POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber.

2) ArithmeticTindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic :

Transfer data sebelum atau sesudah. Melakukan fungsi dalam ALU. Menset kode-kode kondisi dan flag.

Operasi set instruksi untuk arithmetic :

ADD : penjumlahan SUBTRACT : pengurangan MULTIPLY : perkalian DIVIDE : pembagian

ABSOLUTE NEGATIVE DECREMENT INCREMENT

Absolute, Negative, Decreament, dan Increament merupakan instruksi operand tunggal.

3) Logical

Tindakan CPU sama dengan arithmetic. Operasi set instruksi untuk operasi logical : AND, OR, NOT, EXOR COMPARE : melakukan perbandingan logika. TEST : menguji kondisi tertentu. SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada

ujung bit. ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang

terjalin.

4) ConversiTindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical. Instruksi yang mengubah

format instruksi yang beroperasi terhadap format data. Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner. Operasi set instruksi untuk conversi : TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori

berdasarkan tabel   korespodensi. CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.

5) Input / OutputTindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :

Apabila  memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped Mengawali perintah ke modul I/O

Operasi set instruksi Input / Ouput :

INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi

I/O TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan

6) Transfer ControlTindakan CPU untuk transfer control yaitu mengupdate program counter untuk

subrutin , call / return. Operasi set instruksi untuk transfer control :

JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat tertentu.

JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.

JUMP SUBRUTIN : melompat ke  alamat tertentu.

RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu.

EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruk

SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya. SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada

persyaratan HALT : menghentikan eksekusi program. WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi. NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan

7) Control SystemHanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu

atau sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam sistem operasi.Contoh : membaca atau mengubah register kontrol.

Dalam mode pengalamatan inherent, semua informasi yang dibutuhkan untuk operasi telah diketahui otomatis oleh CPU, dan tidak dibutuhkan operan eksternal dari memori atau dari program. Operan yang digunakan hanyalah register internal dari CPU atau data dalam stack. Karena itu operasi ini hanyalah terdiri dari satu byte instruksi. Contoh:

0200 4C INCA ; increment akumulator

Pertama CPU membaca kode operasi $4C yang menginstruksikan CPU untuk menambah harga dari isi akumulator. Kemudian CPU akan menyimpan harga baru ke dalam akumulator dan mengeset bitflag jika dibutuhkan. Tabel 5.2 menampilkan semua instruksi M68HC05 yang dapat menggunakan mode pengalamatan inherent.

Instruksi-instruksi Mode Pengalamatan INHERENT

Instruksi Mnemonic

Arithmetic Shift LeftArithmetic Shift RightClear Carry BitClear Interrupt Mask Bit

ASLA, ASLXASRA, ASRXCLCCLI

ClearComplement (invert all bits)DecrementIncrement

CLRA, CLRXCOMA, COMXDECA, DECXINCA, INCX

Logical Shift LeftLogical Shift Right

LSLA, LSLXLSRA, LSRX

MultiplyNegate (two’s complement)

MULNEGA, NEGX

No OperationRotate Left thru CarryRotate Right thru CarryReset Stack Pointer

NOPROLA, ROLXRORA, RORXRSP

Return from InterruptReturn from SubroutineSet Carry BitSet Interrupt Mask Bit

RTIRTSSECSEI

Enable IRQ, STOP OscillatorSoftware InterruptTransfer Accumulator to Index RegisterTest for Negative Zero

STOPSWITAXTSTA, TSTX

Transfer Index Register to AccumulatorWait for Interrupt

TXAWAIT

Dalam mode pengalamatan immediate, operan terkandung di dalam byte yang langsung mengikuti kode operasi. Mode ini digunakan saat suatu harga atau konstanta diketahui saat program dibuat dan tidak akan dirubah selama eksekusi program. Operasi dengan mode ini membutuhkan dua byte instruksi, satu untuk kode operasi dan satu lagi untuk data byte.

Mode pengalamatan direct mirip dengan modepengalamatan extended kecuali bahwa upper byte dari alamat operan selaludianggap $00. Karena itu, hanya lower-byte dari operan yang diperlukan untukdimasukkan dalam instruksi. Pengalamatan direct menyebabkan efisiensi alamatdalam 256 byte pertama dalam memori. Area ini dinamakan dengan direct page danmengandung on-chip RAM dan register I/O. Pengalamatan direct ini efisien bagimemori program dan waktu eksekusi. Dalam mode ini instruksi terdiri dari dua byte,satu untuk kode operasi dan satu lagi untuk alamat operan. Contoh: 0200 B6 E0 LDA$E0.

Pertama CPU akan membaca kode operasi $B6 yang menginstruksikan CPUuntuk menggunakan mode pengalamatan direct. Kemudian CPU membaca $E0 darilokasi memori dengan alamat $0201.Harga $E0 ini diterjemahkan sebagai loworder dari alamat dalamdirect page ($0000 sampai $00FF).Setelah itu CPU menyusun alamat lengkap $00E0 dengan menganggap high-order byte alamatsebagai $00. Alamat lengkap $00E0 ini kemudian diletakkan dalam bus alamat dankemudian proses pembacaan data pun dikerjakan. Tabel 5.4 menampilkan semuainstrusi yang bisa dikerjakan dengan mode pengalamatan direct ini.

BAB VIII

MODE DAN FORMAT PENGALAMATAN

A. MNEMONIC, OPERATION, MACHINE CODE, ADDRESSING MODE Operation code (Op code), Menspesifikasi operasi yang akan dilakukan. Kode operasi

berbentuk kode biner. Source Operand reference, Operasi dapat berasal dari lebih satu sumber. Operand adalah input

operasi. Result Operand reference, Merupakan hasil atau keluaran operasi Next Instruction Reference, Elemen ini menginformasikan CPU posisi instruksi berikutnya

yang harus diambil dan dieksekusi.

MnemonicKode operasi (opcode) direpresentasi kan dengan singkatan – singkatan, yang disebut mnemonic. Mnemonic mengindikasikan suatu operasi bagi CPU.

Contoh mnemonic adalah :

ADD = penambahan SUB = substract (pengurangan) LOAD = muatkan data ke memori

Setiap opcode simbolik memiliki representasi biner yang tetap dan programer dapat menetapkan lokasi masing – masing operand.

Operand dari Operation

(1) Memori ke memori.

Dalam hal ini data berasal dan kembali ke memori, dan tahap operasi secara umum adalah :

(a) Ambil nilai operand dari memori.(b) Eksekusi operasi yang diperlukan.(c) Kembalikan hasilnya ke memori.

(2) Memori ke register.

Yaitu memindah nilai dari data kememori ke register. Satu nilai data berasal dari memori dan satu lagi dari register. Hasil eksekusi dikembalikan ke memori atau ke register dimana operand berasal.

(3) Register ke register.

Dalam hal ini digunakan sejumlah register untuk menyimpan seluruh nilai data yang akan digunakan dalam komputasi. Data harus diambil dari memori oleh sederet instruksi sebelum komputasi dimulai. Setelah komputasi dilakukan maka hasilnya dikembalikan lagi dengan register.

B. REPRESENTASI INSTRUKSI.

* Instruksi komputer direpresentasikan oleh sekumpulan bit. Instruksi dibagi menjadi beberapa field.

* Field-field ini diisi oleh elemen-elemen instruksi yang membawa informasi bagi operasi CPU.* Layout instruksi dikenal dengan format instruksi.

Korelasi1) Terlihat hubungan antara ekspresi bahasa tingkat tinggi dengan bahasa mesin.2) Dalam bahasa tingkat tinggi, operasi dinyatakan dalam bentuk aljabar singkat menggunakan

variabel.3) Dalam bahasa mesin hal tersebut diekspresikan dalam operasi perpindahan antar register.

• Jenis-Jenis Instruksi1. Pengolahan data (data processing),

Meliputi operasi-operasi aritmetika dan logika. Operasi aritmetika memiliki kemampuan komputasi untuk pengolahan data numerik. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.

2. Perpindahan data(data movement),

Berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O. Untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan instruksi-instruksi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan.

3. Penyimpanan data (data storage),

Berisi instruksi-instruksi penyimpanan ke memori. Instruksi penyimpanan sangat penting dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakan penyimpanan walaupun sementara.

4. Kontrol aliran program (program flow control),

Berisi instruksi pengontrolan operasi dan pencabangan. Instruksi ini berguna untuk pengontrolan status dan mengoperasikan percabangan ke set instruksi lain.

C. ADDRESSING MODE ( Mode Pengalamatan )(1) Mengatasi keterbatasan format instruksi :

Dapat mereferensi lokasi memori yang besar. Mode pengalamatan yang mampu menangani keterbatasan tersebut :

Masing – masing prosesor menggunakan mode pengalamatan yang berbeda – beda. Memiliki pertimbangan dalam penggunaannya.

(2) ADDRESSING MODE- Jenis-jenis addressing modes (Teknik Pengalamatan) yang paling umum:

Immediate.

Direct. Indirect. Register. Register Indirect. Displacement. Stack.

- Pengenalan Mode Pengalamatan Mode pengalamatan adalah bagaimana cara menunjuk dan mengalamati suatu lokasi

memori pada sebuah alamat di mana operand akan diambil. Mode pengalamatan ini meliputi direct addressing, indirect addressing, dan immediate

addressing.