Tugas
ORGANISASI & ARSITEKTUR KOMPUTER
pertemuan ke 2
Nama : andi
supriyadi
Npm : 20411748
Kelas : 2 ic 06
1.ARSITEKTUR SET INSTRUKSI.
Arsitektur set instruksi atau disebut juga Instruction-Set Architecture (ISA).
ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer
bahasa mesin akan berinteraksi dengankomputer.ISA menentukan sifat
komputasional komputer.
Jenis
– jenis instruksi.
Jenis – jenis instruksi dapat
berupa :
-
Data processing : arithmetic dan logic
instructions.
-
Data storage : memory instruktions.
-
Data movement : I/O instructions.
-
Control : test and branch instructions.
TEKNIK PENGALAMATAN
Metode
pengalamatan merupakan aspek dari set instruksi arsitekturdi sebagian unit
pengolah pusat(CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur
dan menentukan bagaimana bahasa mesinpetunjuk dalam arsitektur untuk
mengidentifikasi operan dari setiap instruksi.. Sebuah mode pengalamatan
menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan
menggunakan informasi yang diadakan di registerdan / atau konstanta yang
terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat
lain.
Jenis-jenis metode pengamatan
A.Direct Absolute(pengalamatan
langsung).
| load | reg address| | Load | reg | alamat
Alamat address = Efektif seperti yang diberikan dalam instruksi)
Hal ini membutuhkan ruang dalam sebuah instruksi untuk cukup alamat yang
besar.. Hal ini sering tersedia di mesin CISC yang memiliki panjang instruksi
variabel, seperti x86.. Beberapa mesin RISC memiliki Literal khusus Atas instruksi Load yang
menempatkan sebuah 16-bit konstan di atas setengah dari register.. Sebuah literal instruksi ATAUdapat
digunakan untuk menyisipkan 16-bit konstan di bagian bawah mendaftar itu,
sehingga alamat 32-bit kemudian dapat digunakan melalui mode pengalamatan tidak
langsung mendaftar, yang itu sendiri disediakan sebagai "base- plus-offset
"dengan offset 0.
Syntax
|
Effectif
adress
|
Loc
|
EA=Loc
|
Add,R1
|
R1←[R1]+[100]
|
Kelebihan :
·
Field alamat berisi efektif address sebuah operand
·
Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan
komputer ecil
·
Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak
memerlukan kalkulus khusus
Kelemahan
·
Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat
biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word Contoh: ADD A ; tambahkan isi
pada lokasi alamat A ke akumulator
B.Immidiate.
Bentuk pengalamatan ini yang paling sederhana
·
Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian
dari instruksi = operand sama dengan field alamat
·
Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk kompleent
dua
·
Bit paling kiri sebagai bit tanda
·
Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit
tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data Contoh: ADD 5 ; tambahkan 5
pada akumulator
Syntax
|
Effectif
adress
|
#value
|
Operand=value
|
Add #10,R1
|
R1←[R1]+10
|
Keuntungan :
Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk
memperoleh operand Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan
cepat
Kekurangan :
Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat
C.Indirect register.
·
Metode pengalamatan register tidak langsung mirip
dengan mode pengalamatan tidak langsung
·
Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat
register.
·
Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi
register
·
Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register
tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak
langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak Dalam satu siklus
pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya
menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat daripada mode
pengalamatan tidak langsung
Syntax
|
Effectif
adress
|
(Ri)
|
EA=[Ri]
|
Add,(R1),R1
|
R1←[R1]+[[R1]]
|
D.Indirect- memori.
Salah satu mode pengalamatan yang disebutkan dalam artikel ini bisa
memiliki sedikit tambahan untuk menunjukkan pengalamatan tidak langsung, yaitu
alamat dihitung menggunakan modus beberapa sebenarnya alamat dari suatu lokasi
(biasanya lengkap kata) yang berisi alamat efektif sebenarnya. Pengalamatan
tidak langsung dapat digunakan untuk kode atau data.. Hal ini dapat membuat
pelaksanaan pointer ataureferensi atau menanganilebih
mudah, dan juga dapat membuat lebih mudah untuk memanggil subrutin yang tidak
dinyatakan dialamati. Pengalamatan tidak langsung tidak membawa hukuman
performansi karena akses memori tambahan terlibat.
Beberapa awal minicomputer (misalnya Desember PDP-8, Data General Nova)
hanya memiliki beberapa register dan hanya rentang menangani terbatas (8
bit).Oleh karena itu penggunaan memori tidak langsung menangani hampir
satu-satunya cara merujuk ke jumlah yang signifikan dari memori.
E.Register.
Pada beberapa komputer, register dianggap sebagai menduduki 16 pertama 8
atau kata-kata dari memori (misalnya ICL 1900, DEC PDP-10).. Ini berarti bahwa
tidak perlu bagi yang terpisah "Tambahkan register untuk
mendaftarkan" instruksi - Anda hanya bisa menggunakan "menambahkan
memori untuk mendaftar" instruksi. Dalam kasus model awal PDP-10, yang
tidak memiliki memori cache, Anda benar-benar dapat memuat sebuah loop dalam
ketat ke dalam beberapa kata pertama dari memori (register cepat sebenarnya),
dan berjalan lebih cepat daripada di memori inti magnetik. Kemudian model dari
DEC PDP-11seri memetakan register ke alamat di output / area input, tetapi ini
ditujukan untuk memungkinkan diagnostik terpencil. register 16-bit dipetakan ke
alamat berturut-turut byte 8-bit.
Syntax
|
Effectif
adress
|
Ri
|
EA=Loc
|
Add,R2,R1
|
R1←[R1]+[R2]
|
F.Index.
Indexing adalah field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register
yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
·
Merupakan kebalikan dari mode base register
·
Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam
indexing
·
Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi
program-program iteratif
Syntax
|
Effectif
adress
|
X(R2)
|
EA=[R2]+X
|
Add 10(R2),R1
|
R1←[R1]+[[R2]+10]
|
G.Base index.
Base index, register yang direferensi berisi sebuah alamat memori, dan
field alamat berisi perpindahan dari alamat itu Referensi register dapat
eksplisit maupun implicit.Memanfaatkan konsep lokalitas memori
Syntax
|
Effectif
adress
|
R1,R2
|
EA=[R1]+[R2]
|
Add(R1,R2),R3
|
R3←[R3]+[[R1+[R2]]
|
H.Base index plus offset.
Offset biasanya nilai 16-bit masuk (walaupun 80386 diperluas ke 32 bit).
Jika offset adalah nol, ini menjadi contoh dari register pengalamatan
tidak langsung, alamat efektif hanya nilai dalam register
dasar. Pada mesin RISC banyak, register 0 adalah tetap sebesar nilai nol.. Jika
register 0 digunakan sebagai register dasar, ini menjadi sebuah contoh dari pengalamatan
mutlak.. Namun, hanya sebagian kecil dari memori dapat diakses (64
kilobyte, jika offset adalah 16 bit). 16-bit offset mungkin tampak sangat kecil
sehubungan dengan ukuran memori komputer saat ini (yang mengapa 80386 diperluas
ke 32-bit).. Ini bisa lebih buruk: IBM System/360 mainframe hanya memiliki
12-bit unsigned offset.. Namun, prinsip berlaku: selama rentang waktu yang
singkat, sebagian besar item data program ingin mengakses cukup dekat satu sama
lain. Mode pengalamatan ini terkait erat dengan mode pengalamatan terindeks
mutlak. Contoh 1: Dalam sebuah sub rutin programmer terutama
akan tertarik dengan parameter dan variabel lokal, yang jarang akan melebihi 64
KB, yang satu basis register (yang frame pointer) sudah cukup. Jika rutin ini
adalah metode kelas dalam bahasa berorientasi objek, kemudian register dasar
kedua diperlukan yang menunjuk pada atribut untuk objek saat ini (ini atau diri
dalam beberapa bahasa tingkat tinggi). Contoh 2: Jika register
dasar berisi alamat dari sebuah tipe komposit (record atau struktur), offset
dapat digunakan untuk memilih field dari record (catatan paling / struktur
kurang dari 32 kB).
Syntax
|
Effectif
adress
|
X(R2)
|
EA=+[R1]+[R2]+X
|
Add,10(R1,R2),R3
|
R3←[[R3]+][R1]+[R2]]+10}
|
I.Relatif.
PengalamatanRelative, register yang direferensi secara implisit adalah
program counter (PC)Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu
ditambahkan ke field alamat Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk
menyediakan operand-operand berikutnya
Syntax
|
Effectif
adress
|
Ri
|
EA=Ri
|
Add R2,R1
|
R1←[R1]+[R2]
|
DESAIN SET INSTRUKSI
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan
banyak aspek, diantaranya adalah:
1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
3. Kompatibilitas :
-source code compatibility
-Object code Compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai
berikut :
a. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan,
dan berapa sulit
operasinya
b. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah
c. Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat,dsb.
d. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
e. Addressing: Mode pengalamatan untuk operand.
2. CENTRAL PROCESSING UNIT.
Biasa
kita menyebutnya dengan CPU .
CENTRAL
PROCESSING UNIT Adalah :
Perangkat pengolah atau pemroses data dalam komputer adalah prosesor atau
lengkapnya adalah mikroprosesor, namun umumnya pengguna komputer menyebutnya
sebagai CPU (Central Processor Unit). CPU merupakan otak bagi sebuah system
komputer. CPU memiliki 3 komponen utama yang merupakan bagian tugas utamanya
yaitu unit kendali (Control Unit – CU) , unit aritmetika dan logika (Aritmetic
and Logic Unit – ALU) serta komponen register yang berfungsi membantu melakukan
hubungan (interface) dari dan ke memori. Tugas CPU adalah melaksanakan dan
mengawal keseluruhan operasi komputer sehingga bisa dikatakan hampir
keseluruhan pemikiran dilaksanakan disini, sehingga sering dinamakan sebagai
otak komputer. CPU Tempatnya terletak pada papan induk (motherboard) pada
bagian inilah juga terletak segala pusat perangkat komputer seperti memori,
port input –output (I/O) dan sebagainya.
SISTEM BUS .
Peralatan yang terhubung bersama akan berkomunikasi melalui bus alamat,
data dan control. Ketika suatu devais ingin berkomunikasi dengan lainnya,
ia
mengirima alamat untuk membedakan dengan devais lainnya, dimana tiap devais
mempunyai alamat yang unik. Devais master ialah devais yang menginisiasi dan
mengontrol komunikasi, sedangkan devais perespon disebut sebagai slave.
mengirima alamat untuk membedakan dengan devais lainnya, dimana tiap devais
mempunyai alamat yang unik. Devais master ialah devais yang menginisiasi dan
mengontrol komunikasi, sedangkan devais perespon disebut sebagai slave.
Untuk mengkoordinasikan aktifitas diantara bagian sistem komputer, bus-bus harus mengikuti aturan pewaktuan dan sinyal yang spesifik. Protocol bus
merefer
pada spesifikasi untuk sebuah bus. Protokol bus yang umum ialah synchronous dan asynchronous. Pada protokol synchronous, aktifitas bus disinkronkan dengan
frekwensi pusat yaitu frekwensi sistem. Pada IBM PC, CPU mengakses memori
menggunakan protokol synchronous. Motherboard PC kita terdiri dari beberapa bus yang menghantarkan sinyal antar masing-masing komponen. Bus sering disebut juga dengan lintasan umum yang
digunakan untuk transfer data. Jalur ini juga dapat untuk komunikasi antar dua buah komputer atau lebih.yang mana di dalam motherboard ini mempunyai tiga macam bus yang disusun secara hirarkis, bus yang lambat di hubungkan di bawah bus yang cepat. Setiap peripheral komputer terhubung pada salah satu dari bus-bus ini, dan chipset berfungsi sebagai jembatan atas bus yang berbeda.
pada spesifikasi untuk sebuah bus. Protokol bus yang umum ialah synchronous dan asynchronous. Pada protokol synchronous, aktifitas bus disinkronkan dengan
frekwensi pusat yaitu frekwensi sistem. Pada IBM PC, CPU mengakses memori
menggunakan protokol synchronous. Motherboard PC kita terdiri dari beberapa bus yang menghantarkan sinyal antar masing-masing komponen. Bus sering disebut juga dengan lintasan umum yang
digunakan untuk transfer data. Jalur ini juga dapat untuk komunikasi antar dua buah komputer atau lebih.yang mana di dalam motherboard ini mempunyai tiga macam bus yang disusun secara hirarkis, bus yang lambat di hubungkan di bawah bus yang cepat. Setiap peripheral komputer terhubung pada salah satu dari bus-bus ini, dan chipset berfungsi sebagai jembatan atas bus yang berbeda.
ARITHMATIC LOGIC UNIT .
ALU (Arithmetic and Logic Unit) merupakan bagian
pengolah bilangan dari komputer. Pada operasi aritmatika ini sendiri terdiri
dari berbagai macam operasi diantaranya adalah operasi penjumlahan, pembagian,
perkalian, dan pengurangan.
Mendesain ALU juga memiliki cara yang hampir sama
dengan mendesai dekoder, enkoder, multiplex, dan demultiplex. Rangkaian Utama
yang digunakan melakukan perhitungan ALU adalah Adder.
CENTRAL
LOGIC UNIT.
CLU pada komputer memasukkan informasi tentang
instruksi dan mengeluarkan baris kendali yang diperlukan untuk mengaktifkan
operasi-mikro yang semestinya. CLU terbentuk atas sebuah prosesor instruksi (IP atau instruction processor) yang berfungsi untuk mengendalikan fetch, perhitungan alamat dan siklus
interupsi, kemudian prosesor aritmatika (AP
atau arithmatic processor) yang
berfungsi untuk mengendalikan siklus eksekusi bagi operasi aritmatika dan
logika.
SET
REGISTER.
Register dari sebuah komputer secara kolektif
disebut sebagai kumpulan register (register
set).
 |
Diagram Blok Unit Pengolahan Pusat
Kumpulan register pada mikroprosesor intel 8085
 |
(a.) Internal Registers
 |
(b) Register pair organization
Pada gambar (a)
diatas menunjukkan kumpulan register pada mikroprosesor intel 8085. Pada CPU
ini, register A berfungsi sebagai sebuah akumulator 8 bit. CPU juga mencakup
sebuah program counter (PC), sebuah stack pointer (SP), sebuah flag register dan enam register
pengalamatan 8 bit. Pada gambar (b) diatas, register 8 bit biasanya digunakan
secara berpasangan. Register A bersama-sama dengan flag register, membentuk
program status word (PSW). Tiga pasangan lainnya digunakan untuk tujuan
pengalamatan, pasangan H merupakan pasangan yang sangat umum digunakan.
Pasangan ini bisa dirujuk secara bersama-sama atau terpisah, yang menyebabkan
tersedianya berbagai variasi intruksi.
CACHE MEMORY.
Cache memory adalah memory
berukuran kecil berkecepatan tinggi yang berfungsi untuk menyimpan sementara
instruksi dan/atau data (informasi) yang diperlukan oleh prosesor. Boleh
dikatakan bahwa cache memory ini adalah memory internal prosesor. Cache memory
ini berbasis SRAM yang secara fisik berukuran kecil dan kapasitas tampung
datanya juga kecil atau sedikit. Pada saat ini, cache memory ada 3 jenis, yaitu
L1 cache, L2 cache, dan L3 cache.
Cache
memory yang letaknya terpisah dengan prosesor disebut cache memory non
integrated atau diskrit (diskrit artinya
putus atau terpisah). Cache memory yang letaknya menyatu dengan prosesor
disebut cache memory integrated, on-chip,
atau on-die(integrated artinya bersatu/menyatu/
tergabung, on-chip artinya ada pada
chip).
L1 cache
(Level 1 cache) disebut pula dengan istilah primary
cache, first cache, atau level one cache. L2 cache
disebut dengan istilah secondary cache, second level cache, atau level
two cache.
VIRTUAL MEMORY.
Beberapa
sistem operasi memerlukan yang namanya virtual memory. Layaknya Linux yang
membutuhkan swap, microsoft windows vista ataupun XP pun membutuhkan yang
namanya virtual memory.
Pengertian dari Virtual memory itu sendiri yakni memori sementara yang digunakan komputer untuk menjalankan berbagai program aplikasi ataupun menyimpan data yang membutuhkan memory yang lebih besar dari memory yang telah tersedia ( Memory fisik seperti RAM). Program ataupun data yang tidak muat dimasukan pada memory asli ( RAM ), akan disimpan ke dalam sebuah Pagging File.
Pengertian dari Virtual memory itu sendiri yakni memori sementara yang digunakan komputer untuk menjalankan berbagai program aplikasi ataupun menyimpan data yang membutuhkan memory yang lebih besar dari memory yang telah tersedia ( Memory fisik seperti RAM). Program ataupun data yang tidak muat dimasukan pada memory asli ( RAM ), akan disimpan ke dalam sebuah Pagging File.
SUMBER /
REFERENSI :
