BUKU AJAR BAHASA PEMROGRAMAN TINGKAT RENDAH (BPTR)

Transkripsi

1 BUKU AJAR BAHASA PEMROGRAMAN TINGKAT RENDAH (BPTR) PADA MESIN KOMPUTER IBM-PC COMPATIBLE OLEH MAMAN ABDUROHMAN, ST. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELKOM BANDUNG 2002

2 KATA PENGANTAR Bismillahiirrohmanirrohim, Alhamdulillahi hirobbil alamin. Dengan rahmat-nya, buku ajar Bahasa Pemrograman Tingkat Rendah, telah selesai disusun. Mudah-mudahan dapat membantu dalam memahami pemrograman bahasa tingkat rendah dengan bahasa assembly. Buku ajar ini berisi tentang sebagian materi Bahasa Pemrograman Tingkat Rendah yang terdapat pada kurikulum jurusan Teknik Informatika STT Telkom, yang terdiri dari 10 bab dengan masing-masing bab membahas : Pengenalan : Mengenali bahasa assembly dan elemen-elemen dasarnya. Arsitektur Perangkat Keras dan Perangkat lunak : Membahas tentang komponen arsitektur sistem yang terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Dasar-Dasar Bahasa Assembly : Membahas Perintah-perintah dan instruksi serta mode pengalamatan pada bahasa assembly. Layanan Masukan/Keluaran (Input/Output) : Membahas tentang interrupt untuk input/output. Pemrosesan Kondisi : Insturksi-instruksi kondisi dan pencabangan. Aritmetika : Instruksi Geser dan Putar, penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian. Makro dan Struktur : Membahas tentang makro dan perintah-perintahnya Hubungan Dengan Bahasa Tingkat Tinggi : Membahas cara untuk membangun antara muka dengan bahasa pemrograman tingkat tinggi yaitu Turbo Pascal dan Turbo C. Contoh Program : Contoh-contoh program dalam bahasa assembly. Sebagian besar materi diambil dari buku Assembly Language for the IBM-PC karangan Kip R. Irvine. Ada beberapa bahasan yang diambil dari User s Guide Turbo Assembler Terima kasih banyak kepada semuanya yang telah membantu sehingga tersusunnya buku ajar ini. Jazakallah kepada Teteh yang telah menemani dengan setia selama pembuatannya. Buku ini dipersembahkan untuk si kecil Arina Dini Hanifa pada ulangtahunnya yang pertama, hari ini. Akhir kalam, tulisan kecil ini mudah-mudahan akan memberikan sedikit kemudahan bagi siapa saja yang berminat untuk mempelajari bahasa assembly dan pemrograman bahasa tingkat rendah. Segala kritik dan saran mohon ditujukan ke alamat m_abdurohman@yahoo.com. Bandung, 27-Agustus 2002 Penulis

3 DAFTAR ISI Kata Pengantar Daftar Isi 1. Pengenalan Pendahuluan Representasi Data Bahasa Assembly Pengenalan Elemen Dasar Bahasa Assembly Contoh Program Hello Arsitektur Perangkat Keras dan Perangkat lunak Komponen Mikrokomputer Arsitektur Sistem Perangkat Lunak Sistem dan Memori Dasar-Dasar Bahasa Assembly Perintah Definisi Data Instruksi Transfer Data Instruksi Aritmetik Mode Pengalamatan Struktur Program Layanan Masukan/Keluaran (Input/Output) Prosedur Interrupt Perangkat Lunak Fungsi Call DOS Kendali Video Level Bios (INT 10h) Pemrosesan Kondisi Boolean dan Instruksi Perbandingan Loncat Kondisional Liupan Kondisional (Conditional Loops) Struktur Logic Tingkat Tinggi Aritmetika Instruksi Gser (Shift) dan Putar (Rotate) Aplikasi Contoh Multi - Penjumlahan dan Pengurangan (Multiple Addition and Substraction) Perkalian dan Pembagian Makro dan Struktur Pengenalan Teknik Khusus Operator Makro Library Makro Penggunaan Makro Lebih Lanjut Operator dan Perintah Lanjut Contoh Penggunaan Macro Dalam Program Hubungan Dengan Bahasa Tingkat Tinggi Hubungan Dengan Turbo Pascal Turbo Built-In Assembler (BASM) Pernyataan dan Perintah Inline Antarmuka Turbo Assembler dengan Turbo Pascal 149

4 8.5. Hubungan dengan Turbo C Antarmuka Turbo Assembler Dengan Borland C Contoh Program Daftar Pustaka 183

5 I. PENGENALAN 1.1. Pendahuluan Bahasa assembly membuka rahasia perangkat keras dan perangkat lunak komputer. Disini akan dipelajari bagaimana perangkat keras komputer dan sistem operasi bekerjasama dan bagaimana program aplikasi berkomunikasi dengan sistem operasi. Untuk memahami keseluruhan komputer dan sistem informasinya, seseorang perlu memahami perangkat lunak pada berbagai level. Pertama level program aplikasi, dimana program berinteraksi dengan DOS. Level bahasa tingkat tinggi, dimana perintah/pernyataan yang handal diuraikan kedalam instruksi-instruksi mesin. Pada level yang lebih rendah (lebih dekat dengan mesin), seseorang akan konsentrasi pada instruksi-instruksi yang dikenali oleh CPU, sebagaimana program berkomunikasi dengan DOS. Bahasa assembly meningkatkan pemahaman seseorang tentang level yang lebih rendah ini. Pada tulisan ini memberikan titik pandang bahwa bahasa assembly seharusnya dipelajari secara kontekstual, sehingga interaksi perangkat keras dan preangkat lunak komputer mungkin lebih mudah dipahami. Pada bab berikutnya, akan dibahas perangkat keras komputer, bahasa mesin, konsep sistem operasi dan struktur pemrograman. Apakah bahasa assembly? Bahasa assembly adalah bahasa pemrograman dengan korespondensi satu-satu antara perintah-perintah/pernyataannya dan bahasa mesin komputer. Bahasa assembly tidak satu jenis sebagaimana CPU komputer pun bermacam-macam. Setiap bahasa assembly secara langsung dipengaruhi oleh set instruksi mesin komputer dan arsitektur perangkat keras. Secara singkat, bahasa assembly IBM-PC mengacu pada istruksi-instruksi yang dikenali oleh keluargaa mikroprosesor Intel Apa itu assembler? Assembler adalah program yang mengkonversi kode program sumber ke dalam bahasa mesin. Pada tuliasn ini akan mengacu pada assembler yang membuat instruksi mesin untuk mikrokomputer IBP yang sesuai. Semua kompter tersebut menggunakan mikroprosesor keluarga intel, mulai dari intel 8088 sampai Program akan berjalan dibawah sistem operasi PC-DOS/MS-DOS versi 3.0 atau lebih tinggi. Terdapat dua assembler yang dikenal baik untuk IBM-PC yaitu MASM (Microsoft Assembler) dan TASM (Turbo Assembler). Bahasa assembly adalah kumpulan instruksi yang spesifik untuk sistem komputer tertentu. Assembler adalah program yang menerjemahkan program yang ditulis dalam bahasa assembly ke dalam bahasa mesin, yang dapat dieksekusi oleh komputer. Setiap tipe komputer meiliki bahasa assembly yang berbeda, karena rancangan komputer mempengaruhi instruksi yang dapat dieksekusi.

6 Bahasa assembly disebut bahasa level-bawah karena dalam struktur dan fungsi dekat dengan bahasa mesin. Sebaliknya, bahasa tingkat tingggi seperti Pascal, Basic, Fortran dan Cobol mempunyai perintah-perintah yang handal yang diterjemahkan ke dalam berbagai instruksi mesin oleh kompiler. Mengapa mempelajari bahasa assembly? Berbagai alasan mengapa kita mempelajari bahasa assembly. Salah satu alasan adalah untuk mempelajari arsitektur komputer dan sistem operasi. Alasan lain adalah karena kegunaan pemrograman tertentu sulit atau tidak mungkin dikerjakan oleh bahasa tingkat tinggi. Contoh, kompunikasi langsung dengan sistem operasi komputer mungkin deperlukan. Program grafik warna kecepatan tinggi mungkin harus ditulis menggunakan memori minimum. Program khusus mungkin diperlukan sebagai penghubung antara printer dengan komputer. Sering juga perlu untuk menghilangkan keterbatasan bahasa tingkat tinggi, diluar keperluan, menentukan aturan-aturan tentang apa yang dibolehkan dalam program. Contoh, pascal tidak mengijinkan nilai karakter diberi nilai dalam variabel integerr. Pemrogram yang berpengalaman akan menemukan cara untuk keluar dari batasan ini, tapi dalam pelaksanaannya, membuat kode tidak dapat digunakan oleh sistem komputer lain dan sulit dibaca. Bahasa assembly, sebaliknya, memiliki sangat sedikit batasan atau aturan. Harga yang harus dibayar untuk keleluasaan itu adalah perlu menangani berbagai kerumitan dalam pemrograman. Aplikasi bahasa assembly Biasanya ktia membuat subrutin dalam bahasa assembly dan memanggilnya dari program bahasa tingkat tinggi. Keuntungan dapat diperoleh karena ketanya bahasa tingkat tinggi, dengan menggunakan bahasa tingkat rendah dalam membuat aplikasi. Subrutin bahasa assembly menangani operasi-operasi yang tidak tersedia dalam bahasa tingkat tinggi. Misal kita menulis program aplikasi bisnis dalam Cobol untuk IBM-PC. Kita memerlukan aplikasi untuk mengecek ruang bebas disk, membuat subdirektory, menulis proteksi file, dan membuat window yang overlap, semuanya dalam satu program. Misal kompilator Cobol tidak dapat melakukan semuanya, maka kita dapat mebuat subrutin bahasa assembly untuk menangani tugas-tugas tersebut. Bahasa mesin Sebelum lebih jauh secara rinci membahas bahasa assembly, mari kita lihat dalam suatu prespektif. Komputer kenyataannya tidak mengerti bahasa assembly, dia hanya mengikuti bahasa mesin. Bahasa mesin adalah bahasa yang dibangun oleh sejumlah angka yang dapat diinterpretasikan oleh CPU komputer. CPU biasanya mempunyai program kecil yang ditambahkan langsung ke dalam chip, disebut microcode. Penerjemah microcode mengubah langsung instruksi-instruksi mesin ke dalam sinyal perangkat keras. Dengan bahasa mesin memungkinkan untuk melaksanakan tugas-tugas umum oleh CPU, seperti pemindahan bilangan atau perhitungan aritmatik. Berikut contoh instruksi bahasa mesin yang memindahkan angka 5 ke dalam register AL.

7 Deretan angka diatas ditulis dalam biner, sistem penomoran yang dibangun hanya oleh angka 1 dan 0. Delapan bit pertama adalah kode operasi (opcode) yang menunjukannya sebagai isntruksi yang memindahkan angka 8 bit ke register AL. Delapan bit kedua adalah operand. Instruksi secara keseluruhan memindahkan angka 5 ke dalam register AL. Register adalah memori kecepatan tinggi yang berada di dalam CPU. Register diidentifikasikan oleh nama 2 huruf, seperti AH, AL, atau AX. Kumpulan instruksi (instruction set) CPU adalah sekumpulan instruksi mesin yang dapat dieksekusi CPU. Untuk keluarga CPU intel, set instruksi adalah downward-compatible, artinya bahwa instruksi yang bekerja pada prosesor level yang lebih rendah akan bekerja juga pada prosesor yang lebih tinggi. Contoh instruksi MOV bekerja pada 8088 dan karena itu harus bekerja pula pada Tetapi terdapat instruksi yang lebih maju dlam yang tidak dapat bekerja pada Dulu, semua program ditulis dalam bahasa mesin. Hal ini sangat menyulitkan bagi pemrogram baik dalam membacanya maupun menulisnya. Itulah sebabnya mengapa dibuat assembler dan kompiler yang akan mengkonversi instruksi yang mudah dibaca, dibuat dalam editor teks ke dalam bahasa mesin. Contoh instruksi diatas adalah : MOV AL, Representasi Data Karena kita akan bersentuhan dengan komputer pada level mesin, kita perlu untuk memeriksa isi memori dan register. Komputer yang ada saat ini adalah komputer biner yang sistem bilangannya terdiri angka 1 dan 0 yang kita kenal dengan istilah logic digital. Bilangan biner Komputer menyimpan semua instruksi dan data sebagai rangkaian digit biner, tanpa perbedaan antara keduanya. Contoh, tiga huruf pertama alfabet akan disimpan dalam IBM-PC sebagai : = ABC Pada saat yang sama, instruksi untuk menjumlahkan dua buah bilangan akan disimpan di memori sebagai : Bit & Byte. Setiap digit dalam angka biner desebut bit. 8 buah bit desebut byte, yang merupakan unit terkecil penyimpanan pada komputer saat ini. Setiap lokasi dalam komputer menyimpan 1 byte, atau 8 bit. Tipe penyimpan yang lebih besar adalah word yang panjangnya 16 bit (2 byte).

8 byte byte word Setiap sistem penuliasan angka mempunyai basis, yaitu jumlah maksimum nillai pada suatu digit. Ini disebut radix atau basis. Sistem Basis / radix Digit yang mungkin Biner 2 01 Oktal Desimal Heksadesimal ABCDEF Dalam sistem bilangan heksadesimal, huruf A sampai F mewakili nilai desimal 10 sampai 15. Pada saat mengacu pada bilangan biner, oktal atau heksadesimal, sebuah huruf kecil akan ditambahkan pada akhir setiap bilangan untuk menunjukan basisnya. Contoh bilangan 45 heksadesimal akan ditulis sebagai 45h, 76 oktal akan ditulis 76o atau 76q, dan biner akan terlihat b. Komputer pribadi IBM disebut komputer 16-bit karena instruksinya dapat mengoperasikan sejumlah 16-bit bilangan. Integer biasanya disimpan dalam memori sebagai byte, word atau double word. Untuk masing-masingnya mempunyai batasan bawah dan atasnya, sebagai berikut : Tipe penyimpan Bit Range (bawah-atas) Byte Word ,535 Double word ,294,967,295 Walaupun masing-masing billangan membutuhkan jumlah bit yang berbeda-beda, pada kenyataannya semua bilangan disimpan di memori sebagai nilai biner karena arsitektur komputer adalah biner. Setiap bit memori adalah 1 atau 0, tetapi lokasi terkecil memori yang diberi alamat adalah byte. Pengubahan bilangan biner ke desimal Karena berbagai keperluan mungkin kita perlu mengubah bilangan dari biner ke desimal. Setiap posisi bit dalam bilangan biner adalah pangkat dari 2, seperti gambaran berikut : Nilai Untuk mendapatkan nilai desimal dari sebuah bilangan biner, kita harus menjumlahkan nilai setiap bit yang bernilai 1 dan memperoleh jumlah keseluruhannya. Misalkan terdapat bilangan biner :

9 Desimal 8 1 = 9 d Bilangan heksadesimal Bilangan biner yang banyak susah untuk dibaca, sehingga bilangan heksadsimal biasanya sering digunakan untuk menggambarkan memori komputer atau instruksi. Setiap digit bilangan heksadesimal mewakili 4 bit bilangan biner, dan 2 digit bilangan heksadesimal mewakili satu byte. Pada contoh berikut terlihat bahwa bilangan biner digambarkan oleh bilangan heksadesimal : Sebuah digit heksadesimal mungkin mempunyai nilai sampai 15 sehingga untuk angka menggunakan huruf A F. Tabel berikut menunjukan bagaimana setiap 4 bit biner diterjemahkan ke dalam desimal dan heksadesimal : Biner Desimal Heksadesimal A B C D E F Posisi digit heksadesimal. Setiap posisi digit heksadesimal mewakili bilangan pangkat dari Nilai

10 Bilangan dapat dikonversi dari heksadesimal ke desimal dengan mengalikan masing-masing digit dengan nilai posisinya. Misalnya bilangan 3BA4h, hasilnya 3 B A 4 Nilai posisi Hasil kali 12,288 2, = 15,268d Pada saat perkalian huruf B diganti 11 dan A dengan 10. Bilangan bertanda Bilangan biner mungkin bertanda atau tidak bertanda. Byte bertanda menggunakan 8 bit seluruhnya untuk nilai angkanya. Contoh, = 255. Karena itu, 255 adalah nilai tertinggi yang dapat disimpan dalam byte tidak bertanda. Nilai terbesar yang dapat disimpan dalam word tidak bertanda adalah 65,535. Byte bertanda hanya menggunakan 7 bit untuk nilai sedangkan bit paling kiri digunakan sebagai tanda. Bilangan mungkin positif atau negatif, jika tanda sama dengan 1 maka bilangan negatif sebaliknya jika tanda bernilai 0 maka bilangan positif : Bit tanda (bilangan negatif) (bilangan positif) Ones complement. Untuk menghitung bilangan ones complement dari suatu bilangan maka balikan seluruh nilai bitnya. Contoh, ones complement dari b adalah b. Twos complement. Untuk menyimpan nilai negetif maka digunakan bilangan twos complement. Twos complement diperoleh dengan menambah satu pada bilangan ones complement. Contoh twos complement dari +6 ( b), balikan nilai bitnya untuk mendapatkan ones compelent menjadi b, untuk memperoleh twos complementnya ditambah satu menjadi : b (ini nilai twos complement untuk -6). Untuk mendapatkan kembali nilai +6 sebagai berikut : ones complement + 1 tambah Nilai maksimum dan minimum. Karena nilai paling kiri pada bilangan bertanda digunakan untuk tanda bilangan, maka ukuran bilangan akan berkurang, yang digunakan hanya 7 bit sehingga nilai paling besar yang bisa dicapai adalah +127.

11 Tabel berikut menunjukan nilai maksimum dan minimum untuk byte, word dan double word bertanda : Tipe penyimpan Nilai terendah Nilai tertinggi Byte Word -32, ,767 Double word -2,147,483,647 +2,147,483,647 Penyimpan karakter Komputer hanya dapat menyimpan bilangan biner, jadi bagaimana menyimpan karakter seperti A dan $? Telah dibuat suatu sistem menterjemahkan karakter ke dalam bilangan biner yaitu American Standard Code for Information Interchange (ASCII). Sistem lainnya, Extended Binary Code for Decimal Interchange (EBCDIC), digunakan oleh mini dan mainframe komputer IBM. Berikut ini tabel contoh kode ASCII : Kode ASCII Ctrl Mnemonic Penjelasan 00 NUL Karakter kosong 01 Ctrl A SOH Awal header 02 Ctrl B STX Awal teks 03 Ctrl C ETX Akhir teks 04 Ctrl D EOT Akhir transmisi 05 Ctrl E ENQ Pertanyaan (Enquiry) 06 Ctrl F ACK Pemberitahuan 07 Ctrl G BEL Bel 08 Ctrl H BS Backspace 09 Ctrl I HT Tab horison 0A Ctrl J LF Line feed 0B Ctrl K VT Tab vertikal 0C Ctrl L FF Form feed 0D Ctrl M CR Carriage return 0E Ctrl N SO Shift out 0F Ctrl O SI Shift in 10 Ctrl P DLE Data link escape 11 Ctrl Q DC1 Device control 1 12 Ctrl R DC2 Device control 2 13 Ctrl S DC3 Device control 3 14 Ctrl T DC4 Device control 4 15 Ctrl U NAK Pemberitahuan negatif 16 Ctrl V SYN Synchronous idle 17 Ctrl W ETB Akhir transmisi blok 18 Ctrl X CAN Batal 19 Ctrl Y EM Akhir medium 1A Ctrl Z SUB Pengurangan (substitusi)

12 1B Ctrl [ ESC Escape 1C Ctrl \ FS Pemisah file 1D Ctrl ] GS Pemisah grup 1E Ctrl ^ RS Pemisah rekord 1F Ctrl - US Pemisah unit Standar kode ASCII hanya menggunakan 7-bit kode sedangkan nilai selebihnya yang mungkin 7Fh. 8-bit lainya adalah pilihan, digunakan oleh IBM-PC untuk memperluas kumpulan karakter. Nilai 80h FFh menggambarkan simbol grafik dan karakter Yunani. Nilai 0-1Fh adalah kode kendali untuk printer, komunikasi dan keluaran layar. Semua karakter, termasuk bilangan dan huruf, dibuat unik pada kode ASCII. Contoh, kode untuk karakter string ABC123 adalah : Karakter A B C Kode ASCII 41h 42h 43h 30h 31h 32h Penyimpanan bilangan. Setiap huruf atau digit memerlukan 1 byte memori. Namun ketika menyimpan bilangan, kita bisa lebih efisien, contoh, bilangan 123 dapat disimpan dalam memoori sebagai satu byte yaitu b Bahasa Assembly Pengenalan Insturksi bahasa assembly Meskipun mungkin untuk membuat program bahasa mesin menggunakan angka, bahasa assembly membuat pekerjaan lebih mudah. Instruksi bahasa assembly adalah representasi simbolik instruksi mesin tunggal. Dalam bentuknya yang paling sederhana, terdiri dari satu mnemonic, kode alfabet singkat yang secara harfiah membantu memori dalam mengingat instruksi CPU. Mnemonic mungkin diikuti oleh operand berikut contohnaya : clc inc ax mov ax, bx ; hanya sebuah mnemonic ; operand tunggal ; dua operand Setiap instruksi dapat diikuti oleh komentar, yang selalu diawali dengan titik koma (;). Operand, operand mungkin berupa register, variabel, lokasi memori atau nilai immediate. Contoh : 10 (nilai immediate) count (variabel) AX (register) [0200] (lokasi memori)

13 Contoh program Program bahasa assembly dibangun oleh instruksi dan operand. Instruksi memerintahkan CPU untuk melaksanakan aksi, sedang variabel adalah lokasi memori dimana data disimpan. Variabel juga disebut operand memori. Operand langsung adalah konstanta seperti 5 dan 10. Berikut ini contoh program untuk menjumlahkan 3 bilangan dan menyimpannya dalam variabel yang disebut sum. Sum diasumsikan dalam heksadesimal. mov ax, 5 add ax, 10 add ax, 20 mov sum, ax int 20 ; memindahkan 5 ke dalam register ax ; menambahkan nilai 10h terhadap register ax ; menambahkan nilai 20h terhadap register ax ; menyimpan ax dalam variabel sum ; akhir program Instruksi MOV memerintahkan CPU untuk memindahkan atau menyalin data, dari operand sumber ke operand tujuan. Baris 1 memindahkan 5 ke dalam register AX. Baris 2 memindahkan 10 (hexa) ke dalam AX, membuatnya sama dengan 15. baris 3 menambahkan 20 ke AX, membuatnya sama dengan 35, dan baris 4 menyalin AX ke dalam variabel dalam memori yang disebut SUM. Baris terakhir menghentikan program. Perintah DEBUG untuk menyusun dan test program adalah sebagai berikut : Perintah A 100 Mov ax, 5 Add ax, 10 Add ax, 20 Mov [0120], ax Int 20 R T T T G Q Komentar Assembly dimulai pada lokasi 100h Perintah program yang pertama Hasil jumlah pada lokasi 0120h Akhir program (tekan Enter untuk mengakhiri assembly) Menampilkan register Trace satu instruksi Ekseskusi sisa program Keluar dari Debug kembali ke DOS Setelah isntruksi yang kedua akan diperoleh tampilan hasil sebagai berikut : 1. mov ax, 5 ax : add ax, 10 ax : add ax, 20 ax : mov sum, ax ax : 35 sum : 35

14 AX = 0015 BX = 0000 CX = 0000 DX = 0000 SP = FFEE BP = 0000 SI = 0000 DI = 0000 DS = 23AD ES = 23AD SS = 23AD CS = 23AD IP = 0106 NV UP EI PL NZ NA PO NC 23AD : ADD AX, 0020 Gambar 1.1. Program contoh Register AX merupakan hasil penjumlahan 5 dan 10, sehingga AX = 15. Register IP menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi (0106). Instruksi berikutnya yang akan di eksekusi adalah ADD AX, Elemen Dasar Bahasa Assembly Gambar 1.2. menunjukan kumpulan karakter dasar assembler. Karakter-karakter tersebut mungkin digunakan unntuk membentuk nomor, nama, perintah dan parameter. Konstanta Konstanta adalah nilai yang diketahui dan dikalkulasikan pada saat penyusunan program. Konstanta mungkin nomor atau karakter string. Dia tidak dapat diubah pada saat program dijalankan. Kumpulan karakter dalam Assembly Letter : A-Z, a-z Digit : 0-9 Karakter khusus :?, _ & $ % :!. [] ~ () <> / {} = + # - ^ / ; * `

15 Gambar 1.2. Kumpulan karakter assembly Variabel, sebaliknya, adalah lokasi memori yang dapat berubah pada saat program dijalankan. Contoh berikut adalah konstanta : ABC *6 (1+2)/3 Integer. Integer dibangun oleh digit-digit angka tanpa titik desimal, diikuti oleh karakter radix (d=desimal, h=hexa, q=octal, b=biner). Contoh : b d 4A6Bh 2047q 2047o Contoh Biner Desimal Desimal Heksadesimal Oktal Oktal Radix Bilangan real : angka real mengandung digit, titik desimal tunggal, eksponent (opsional) dan tanda awal (opsional). Sintaknya : Contoh [{+/-}] digit.digit [E{+/-}] digit E E e3 Notasi sintak : dalam contoh sebelumnya dan pada contoh yang akan datang elemen opsional akan ditutup dengan kurung siku. Tanda kurung besar mengidentifikasikan pilihan yang diperlukan. Kata kunci yang diperlukan ditulis dalam huruf besar. Kata huruf kecil miring adalah istilah-istilah yang telah didefinisikan sebelumnya seperti identifier, operand dan register. Karakter atau konstanta string : karakter ASCII tunggal atau string karakter yang ditutup oleh tanda quotasi tunggal ( ) atau ganda ( ), contoh : a B Stack Overflow 012#?%&

16 Konsatanta karakter panjangnya 1 byte. Panjang sebuah string ditentukan oleh jumlah karakter yang ada di dalamnya. Konstanta berikut panjangnya 5 byte : ABCDE Apostrof ( ) ditutup diantara dua tanda quotasi ( ), atau tanda quotasi ganda ( ) ditutup oleh quotasi tunggal ( ). Contoh berikut adalah benar : That s not all. The file First was not found The file First was not found Pernyataan Pernyataan/perintah bahasa assembly terdiri dari nama, mnemonic, oeprand dan komentar. Pernyataan secara umum dibagi ke dalam dua kelas yaitu instruksi dan perintah. Instruksi adalah pernyataan yang dapat dieksekusi, dan perintah adalah pernyataan yang menyediakan informasi untuk membantu assembler dalam menghasilkan kode yang dapat dieksekusi. Format umum sebuah kalimat. [name][mnemonic][operand][; coment] Kalimat harus ditulis pada baris tunggal dan tidak melebihi 128 kolom. Perintah, atau pseudo op, adalah pernyataan yang berefek pada daftar program atau cara kode mesin dibuat. Contoh, perintah DB memerintah assembler untuk membuat memori untuk variabel bernama count dan memberi nilai awal 50. Count DB 50 Isnturksi dieksekusi oleh mikroprosesor pada saat dijalankan. Instruksi dibagi ke dalam tipe-tipe-tipe umum : kendali program, transfer data, aritmetik, logic dan I/O. Instruksi-instruksi selalu diterjemahkan langsung ke dalam kode mesin oleh assembler. Setiap satu instruksi bahasa assembly diterjemahkan langsung ke dalam satu instruksi bahasa mesin. Nama Nama mengidentifikasikan label, variabel, simbol atau kata kunci. Nama mungkin mengandung salah satu karakter berikut : Karakter A Z, a z 0 9? Huruf Angka Tanda tanya Underscore Penjelasan

17 $. Tanda dollar Titik Nama mempunyai batasan sebagai berikut : - Hanya 31 karakter pertama yang dikenali - Tidak ada perbedaan antara huruf besar dan huruf kecil - Karakter pertama tidak boleh angka - Jika digunakan, tanda (.) hanya bisa digunakan sebagai karakter pertama - Tidak boleh memilih nama yang sama dengan kata kunci (perintah/direktif) Variabel dan konstanta. Nama digunakan sebelum perintah alokasi memori mengidentifikasikan lokasi dimana data disimpan dalam memori. Atau mungkin juga digunakan untuk mendefinisikan konstanta, sebagai berikut : Count1 db 50 Count2 equ 100 ; variabel (alokasi memori) ; konstanta Label. Jika nama tampil disamping instruksi program, ini disebut label. Label berfungsi sebagai penanda kapan saja program mau meloncat atau looping dari satu lokasi ke lokasi lain. Seperti contoh berikut dimana Label1 dan Label2 adalah label yang mengidentifikasikan lokasi dalam program : Label1 : mov ax, 0 mov bx, 0 Label2 : jmp label1 Kata kunci. Kata kunci atau reserved word selalu mempunyai arti yang sebelumnya telah didefinisikan. Keyword mungkin instruksi atau direktif. Contohnya : MOV, PROC, ADD, AX dan END. Kata kunci tidak dapat digunakan keluar dari konteknya atau sebagai identifier, contoh penggunaan ADD sebagai label adalah tidak benar : add : mov ax, Contoh Program Hello Kita lihat gambar 1.3. yang menampilkan pesan Hello, world! pada layar. Baris 1 mengandung perintah title; semua karakter sisanya pada baris 1 dianggap komentar, sepreti pada baris 3. Sebelum menyelesaikan lebih lanjut, kita jelaskan dulu segmen, yaitu bagianbagian yang membangun program.

18 Segmen code adalah bagian dimana instruksi program disimpan, segemen data adalah bagian dimana variabel disimpan. Dan segmen stack dimana stack disimpan. Stack adalah daftar dalam memori dimana program dijaga dalam variabel sementara, kembali dari subrutin dan semacamnya. Direktif dosseg menunjukan segmen standar untuk code, data dan segmen stack. Perintah model small mengindikasikan bahwa program menggunakan microsoft assembler memory small. Direktif stack menset 100 H (256) byte ruang stack untuk program. Title Program Hello world [1] [2] ; program ini menampilkan pesan Hello, world [3] [4] dosseg [5]. model small [6]. stack 100h [7] [8]. data [9]. hello_message db Hello, world!, 0dh, 0ah, $ [10] [11]. code [12] main proc [13] mov [14] mov ds, ax [15] [16] mov ah, 9 [17] mov dx, offset hello_message [18] int 21h [19] [20] mov ax, 4000h [21] int 21h [22] main endp [23] endp main [24] Gambar 1.3. Program Hello.asm Direktif.code menandai awal segemen kode. Perintah.data menandai awal segmen data, dimana variabel dideklarasikan. Baris 9-10 mengandung segmen data, dimana variabel yang diberinama hello_message dideklarasikan. Huruf DB adalah direktif define byte yang meminta assembler untuk mengalokasikan serangkaian byte memori untuk data yang mengikutinya. Baris 13 menggunakan perintah proc untuk mendeklarasikan prosedur main (mungkin juga menggunakan nama lain). Baris menyalin alamat segmen data ke dalam reg DS. Instruksi MOV selalu mempunyai 2 operand. Tujuan dan sumber.

19 Baris menyebabkan string karakter dituliskan ke konsole. Mereka melakukannya dengan memanggil fungsi DOS yang menampilkan string yang alamatnya dalam register DX. Nomor fungsi diletakan dalam register AH. Baris adalah perintah untuk berhenti dan kembali ke DOS. Baris 23 adalah akhir dari prosedur main dan baris 24 baris terakhir yang diassembly.

20 II. ARSITEKTUR PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK 2.1. Komponen Mikrokomputer Video Display Kebanyakan PC yang dibuat sejak 1990 mempunya display warna VGA (Video Graphic Array). Display VGA standar yang mempunyai resolusi 640 (horisontal) kali 480 (vertikal) piksel. Display VGA minimal memiliki 16 warna berbeda secara bersamaan, dan ada juga sampai 256 warna. Terdapat juga display Super VGA (800 x 600) dan Ectended-VGA (1024 x 800), yang dapat meningkatkan pembacaan program yang berbasis grafik. Display warna yang digunakan oleh PC terdahulu adalah CGA (Color Graphics Adapter) dan EGA (Enhanced Graphic Adapter). Keduanya memiliki piksel yang lebih sedikit pada setiap baris dan kolomnya. IBM-PC yang asli mempunyai tampilan monokrom yang hanya dapat menampilkan karakter tekst ASCII (25 baris dan 80 kolom). Keyboard Semenjak IBM-PC dikenalkan, keyboard telah mengalami perkembangan. Model asalnya mempunyai 10 kunci fungsi, dan kunci panah kursor dibagi dengan kunci untuk angka. Komputer yang lebih banyak kuncinya dikenalkan bersamaan dengan kompuer IBM-AT dengan memiliki 12 kunci fungsi. Bahkan yang berikutnya, IBP seri PS/2 memperkenalkan keyboard dengan 12 kunci fungsi seperti top, kunci panah yang terpisah, home, end, pageup dan pagedown. Akhir-akhir ini fabrik komputer PC semuanya meniru format yang dimiliki keyboard IBM-PC Drive disk IBM-PC asli memiliki dua drive disk yaitu 5.25 inci berkapasitas 360 KB. Kemudian IBM-AT membawa drive disk 1.2 MB yang dapat juga membaca HD 360 KB. Kemudian drive disk 3.5 inci dikenalkan oleh komputer IBM seri PS/2, yang dapat membaca dua format : 720 K dan 1.44 MB. Unit sistem Unit sistem adalah jantung komputer yang sesungguhnya. Contoh PC 386- compatible ditunjukan pada gambar 2.1. ini menggunakan prosesor Intel 386, mempunyai RAM 2 MB, 2 Floppy disk drive, 200 MB HD, 2 port parallel, 1 port serial dan backup tape luar, modem internal dan mouse. Board sistem (sering juga disebut motherboard) terhampar mendatar pada bagian bawah unit sistem. Didalamnya terdapat banyak chip mikroprosesor, termasuk CPU, RAM dan memory ROM, dan berbagai prosesor pendukung. Berikut ini adalah komponen utama.

21 Prosesor pendukung, satu prosesor adalah chip pengendali interupt yang menangani permintaan dari perangkat keras untuk mengintrupsi CPU. Chip pengendali DMA menangani transfer data ke dan dari memori melalui bus data. Internal 2400-baud modem 16-bit VGA video controller Serial and Parallel port Bus mouse controller External tape backup connector Hard disk and ploppy disk controller Intel DX processor Keyboard connector CPU 200-watt power suplay 32-bit memori expansion slot Half-height 200-MB HD Intel math coproscessor 2-MB Ram on system board ROM BIOS Gambar 2.1. Komputer IBM-386 Rom Bios. Ini disebut firmware (perangkat keras dengan program tambahan) bagian dari sistem operasi PC. Biasanya ROM harus diganti karena untuk mendukung peripheral baru. RAM (Random Access Memory) : tempat meyimpan program dan data pada saat program dijalankan. Khususnya, RAM disebut RAM dinamis karena isinya akan hilang jika tidak menerima sinyal baru yang konstan dari CPU. CMOS RAM. Informasi setup sistem disimpan disini, sehingga kita dapat mengkonfigurasi komputer tanpa harus menggunakan switch mekanik Slot tambahan. Terdapat beberapa tempat pada motherboard yang dapat digunakan untuk menambah slot yang diperlukan seperti disk drive controller, tape drive

22 controller, video controller, network controller, I/O port, modem, mouse controller dll. Power supply. Kotak besi yang menkonversi voltase 110 v AC dari sumber luar ke dalam komputer. Parallel port. Kebanyakan printer terhubung dengan komputer melalui port parallel. Dengan parallel berarti 8 bit data dapat mengalir dari komputer ke printer secara bersamaan.dos mendukung 3 port parallel yaitu LPT1, LPT2 dan LPT3. Serial port. Port serial digunakan untuk menghubungkan mouse, modem, atau perangkat serial lainnya ke sistem komputer. Dengan tipe port seperti ini, data biner dikirim satu per satu. DOS mendukung sampai 2 port serial yang disebut COM1 dan COM2. Keluarga mikroprosesor Intel Berikut ini daftar pemroses keluarga Intel dari yang terdahulu : 80x87. Chip co-prosesor matematika dikenalkan sebagai penyerta pada 8086/8088. Chip ini dapat menyelesaikan penghitungan floating-point dengan baik merupakan pengembangan dari 8088, dengan 8 MHz clock dan instruksi baru dengan tujuan untuk meningkatkan efesiensi prosesor dikenalkan pertama kali pada komputer IBM-AT. RAM yang bisa diakses sampai sebesar16 MB. Menggunakan 16-bit data dan mempunya kecepatan clock sampai MHz pada tahun 1985, Intel memperkenalkan prosesor 386 DX (dikenal sebagai 80386) yang mempunyai 32-register dan 32-bit bus data. Bersamaan dengannya dikeluarkan juga co-prosesor matematika dan pada dasarnya sama dengan dengan tambahan co-prosesor matematika built instruksi dan cache memori RAM kecepatan tinggi di dalamnya. Cache RAM meningkatkan kinerja komputer dengan mengijinkan CPU untuk mengambil instruksi dari memori kecepatan tinggi. Kecocokan. Perlu dicatat bahwa setiap prosesor baru dikenalkan oleh Intel adalah akan cocok dengan prosesor sebelumnya. Artinya perangkat lunak yang dibuat pada satu prosesor akan bisa juga digunakan pada komputer yang lebih baru Arsitektur Sistem CPU (Central Processing Unit)

23 Mikrokomputer menggunakan CPU tunggal, seperti pada gambara 2.2. dalam kenyataannya terdapat banyak chip yang mendukung PC, yang paling nampak adalah 80x87 co-prosesor matematika, tapi CPU masih menjadi pengatur utamanya. Tugas yang paling mendasar yang ditangani oleh CPU adalah : Menemukan dan load instruksi berikutnya Mengeksekusi instruksi : Fetch data dari memori/register Menyimpan data dalam memori/register Melaksanakan penghitungan dan perbandingan Memperbaharui penunjuk instruksi (pencabangan) Bus Data Jalur keluaran Register Data Register Alamat Unit Kendali (control unit) Arithmetic Logic Unit Register Flag Bus Alamat Jalur keluaran Gambar 2.2. Rancangan CPU sederhana CPU dibagi menjadi dua bagian : Arithmeticl Logic Unit (ALU) dan Control Unit (CU). ALU melaksanakan operasi aritmetik, logic, dan penggeseran, CU mengambil data dan instruksi dan menerjemahkan kode (decode) alamat untuk ALU. Seluruh sisi chip adalah pin yang ditancapkan ke dalam soket dalam board sistem, menghubungkannya ke bagian sistem komputer yang lain. Register berada dalam CPU. Ketika sesuatu diambil dari memori, alamatnya dihitung oleh unit kendali dan dikirm melalui bus alamat. Nilai dari memori (baik instruksi atau data) dikirim balik ke CPU melalui bus data. Clock melakukan sinkronisasi setiap operasi CPU. Bus data. Bus adalah kabel parallel yang mengirimkan data antara berbagai bagian CPU. Sinyal kendali dan bit data digunakan pada saat pengambilan word memori dan menempatkannya dalam register. Bus dikatakan bidireksional jika data dapat ditransfer dari dua arah. Register. Berada dalam CPU yaitu area penyimpan kecepatan tinggi, yang langsung terhubung ke unit kendali dan ALU. Karenanya, penggunaan register untuk eksekusi lebih cepat daripada menggunakan memori konvensional. Kumpulan instruksi Intel membutuhkan penggunaan setidaknya satu register untuk semua instruksi.

24 Clock. Setiap operasi yang dilakukan di CPU harus disinkronkan oleh clock. Unit waktu paling dasar untuk instruksi mesin yang disebut siklus mesin (machine cycle). Instruksi mesin dalam prosesor Intel umumnya dilaksanakan antara 3 dan 20 clock. Register Register adalah lingkungan kerja khusus dalam CPU, dirancang untuk diakses pada kecepatan tinggi. Register memiliki panjang 16 bit. Pengaksesan 4 register data dibagi dua bagian yaitu setengah bagian atasnya dan setengah bagian bawah. Register data Register segemn Register indeks Register khusus Register flag AX, BX, CX, DX (16 bit) AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL (8 bit) CS, DS, SS, ES SI, DI, BP IP, SP overflow, direction, interupt, tmp, sign, zero, auxiliary carry, parity, carry. Diagram register 8086/8088 ditunjukan pada gambar 2.3. Register data. Empat register, dinamai register data atau register tujuan umum, digunakan untuk perhitungan aritmetik dan pemindahan data. Perhitungan setiap register dapat dialamati sebagai nilai 16-bit atau 8 bit. Contoh register AX adalah register 16-bit, 8 bit atasnya disebut AH dan 8 bit bawahnya dinamai AL. Posisi bit selalu diberi nomor dari kanan ke kiri dimulai dari nol. Bit bit register AX Register AH Register AL Bit Instruksi mungkin menunjuk 16 bit atau 18 bit register data dari daftar berikut : AX BX CX DX AH AL BH BL CH CL DH DL

25 Jika kita memindahkan 126Fh ke dalam AX maka AL akan berubah menjadi 6F h. Tujuan Umum AH AL AX Index BX BH BL BP SP CX CH CL SI DI DX DH DL Status dan Kendali Flag IP Segmen CS SS DS ES Gambar 2.3. Flag Intel 8086/8088 Masing-masing register dengan tujuan umum memiliki atribut-atribut khusus. AX (akumulator) : AX disebut register akumulator karena digunakan oleh CPU untuk operasi aritemtik. Operasi-operasi lain juga sedkit lebih efisien dengan menggunakan AX.

26 BX (basis). Seperti register tujuan umum lainnya, register BX dapat melaksanakan operasi aritmetik dan perpindahan data dan BX memiliki kemampuan pengalamatan khusus. Dia dapat menyimpan alamat memori yang menunjuk pada variabel lain. Tiga register lain yang memiliki kemampuan ini adalah SI, DI dan BP. CX (counter). Register CX bekerja sebagai counter untuk instruksi pengulangan atau looping. Isntruksi-instruksi tersebut secara otomatis mengulang dan mengurangi CX dan keluar ketika CX sama dengan 0. DX (data). Register DX mempunyai peranan khusus dalam operasi perkalian dan pembagian. Pada saat perkalian, contohnya, DX menyimpan 16 bit perkalian. Register segmen. CPU mengandung 4 register segmen, digunakan sebagai lokasi basis untuk instruksi program, data dan stack. Register segmen sebagai berikut : CS (code segment) : register CS menyimpan lokasi basis semua instruksi yang dapat dieksekusi dalam program. DS (data segment). Register DS adalah lokasi basis default untuk variabelvariabel CPU menghitung lokasi variabel-variabel menggunakan nilai segmen dalam DS. SS (stack segment). Register SS mengandung lokasi basis stack. ES (extra segment). Register ES adalah lokasi basis tambahan untuk variabelvariabel memori. Register index. Register index mengandung offset variabel. Istilah offset mengacu pada jarak variabel, label atau instruksi dari segmen basisnya. Register index memprecepat pemrosesan string array dan struktur data lain yang mengandung banyak elemen. Register-register index adalah : SI (source index). Register ini mengambil nama dari instruksi epmindahan string, yang mana string sumber ditunjuk oleh register SI. SI biasanya mengandung nilai offset dari register DS. DI (destination index). Register DI bekerja sebagai tujuan instruksi pemindahan string. Biasanya mengandung offset dari register ES, BP (base pointer). Register BP megnandung offset??? dari register SS.??? registeer BP sering digunakan oleh subrutin untuk melokasikan variabel-variabel yang dilewatkan pada stack oleh program pemanggil. Register khusus : register IP dan SP merupakan register khusus sebagai berikut : IP (instruction pointer). Register IP selalu mengandung offset instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. CP dan IP digabung untuk melaksanakan alamat komplit instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. SP (stack pointer). Register SP mengandung offset atau jarak dari awal stack ke puncak stack. Register SS dan SP bersama melakukan alamat lengkap puncak stack. Register tambahan prosesor 8038x/80486 mengandung register 32-bit (gb), yang meningkatkan efisiensi program pada penggunaannya. Pada saat yang sama juga 80386/80486 dapat menggunakan register 16-bit yang sama seperti 8088.

27 Register flag. Register flag adalah register 16-bit khusus dengan posisi bit sendiri dibuat untuk menunjukan status CPU atau hasil operasi aritmetik. Setiap posisi bit yang relevan diberi nama, posisi lain tidak didefinisikan x x x x O D I T S Z x A x P x C O = Overflow D = Directione I = Interrupt T = Trap X = tidak terdefinisi S = Sign Z = Zero A = Auxiliary Carry P = Parity C = Carry Kita tidak harus mengingat setiap posisi flag karena terdapat instruksi khusus untuk menguji dan manipulasi flag. Terdapat dua tipe dasar flag yaitu control flag dan status flag. EAX EBX AX BX EBP ESP ESI EDI ECX EDX CX DX CS SS DS } ES FS GS Code Stack Data Status dan Kendali 31.0 EFLAG -----FLAG----

28 EIP IP Gambar 2.4. Register Extended Flag Flag Kendali. Sebuah bit mungkin diset dalam flag oleh pemrogram untuk mengendalikan operasi CPU. Terdapat flag Direction, Interrupt, dan Trap. Flag Direction mengendalikan petunjuk asumsi yang digunakan oleh instruksi pemroses string. Nilai flag 1 = up dan 0 = down. Pemrogram mengendalikan flag ini, menggunakan instruksi STD dan CLD. Flag Interrupt membuatnya mungkin untuk terjadinya interrupt dari eksternal. Interrupt ini disebabkan oleh perangkat keras seperti keyboard, disk drive dan timer clock sistem. Seringkali kita menonaktifkan interrupt pada saat melaksanakan operasi yang krritis yang tidak dapat diinterrupt. Nilai flag 1 = aktif, dan 0 = tidak aktif. Flag ini dikendalikan oleh perintah CLI dan STI. Flag trap menentukan apakah CPU berhenti atau tidak setelah instruksi. Debugger telah menset flag ini sehingga pemrogram dapat menelusuri setiap instruksi programnya satu per satu. Nilai flag 1 = trap on dan 0 = trap off; flag dapat diset oleh instruksi INT 3. Flag status. Bit-bit flag status menggambarkan keluaran operasi aritmetik dan logic yang dilaksanakan oleh CPU. Terdapat flag Overflow, Sign, Zero, Auxiliary Carry, Parity dan Carry. Flag Carry diset ketika hasil operasi aritmetik tidak bertanda lebih besar dari ukuran operand tujuan. Contoh, jika nilai 200 dan 56 dijumlahkan dan ditempatkan dalam register 8-bit (seperti AL), hasilnya akan terlalu besar dan tidak muat ; maka flag Carry akan diset. Nilai flag 1 = ada carry, 0 = tidak ada carry. Flag Overflow diset pada saat hasil operasi aritmetik bertanda terlalu besar untuk dimuat ke dalam operand tujuan. Nilai flag 1 = overflow dan 0 = tidak overflow. Flag Sign diset ketika hasil operasi aritmetik dan logic menghasilkan nilai negatif. Karena bilangan negatif selalu bernilai 1 pada bit posisi tertingginya, flag Sign selalu merupakan salinan bit tanda operand tujuan. Nilai flag 1 = negatif, 0 = positif. Flag Zero diset ketika hasil operasi aritmetik dan logic menghasilkan nilai 0. Flag sering digunakan oleh instruksi jump dan loop, untuk dapat mencabang ke logasi bari dalam program berdasarkkan perbandingan dua buah nilai. Nilai flag 1 = nol, 0 = bukan nol. Flag Auxiliary Carry diset ketika operasi menyebabkan carry dari bitn 3 ke bit 4 (atau meminjam dari bit 4 ke bit 3) operand. Flag ini jarang digunakan oleh pemrogram, nilai flag 1 = ada carry dan 0 = tidak ada carry. Flag Parity menggambarkan jumlah bit dalam hasil operasi yang diset. Jika terdapat bilangan genap maka Paritynya genap. Jika terdapat bilangan ganjil maka

29 paritinya ganjil. Flag ini digunakan oleh sistem operasi untuk memeriksa integritas memori atau memeriksa kebenaran transmisi data oleh perangkat lunak komunikasi. Stack Stack adalah memori buffer khusus yang digunakan sebagai temporary yang menyimpan alamat dan data. Stack terletak dalam segmen stack. Setiap lokasi 16-bit pada stack ditunjuk oleh register SP, yang disebut stack pointer. Stack pointer menyimpan alamat elemen data terakhir yang ditambahkan (di-push) ke dalam stack. Nilai terkahir yang dimasukan ke dalam stack adalah nilai yang pertama diambil dari stack pada saat di pop. Mekanisme ini diistilahkan dengan struktur LIFO (last in first out), yang terakhir masuk keluar duluan. Kita lihat stack program yang mengandung satu nilai, 0006, pada bagian sebelah kiri ilustrasi dibawah ini. SP menunjuk pada nilai yang terakhir ditambahkan. Sebelum (high memory) Sesudah (high memory) 0006 SP A5 SP (low memory) (low memory) Push. Operasi PUSH menyalin nilai ke dalam stack. Ketika kita mendorong (push) nilai ke dalam stack, seperti yang digambarkan oleh bagian kanan ilustrasi, SP dikurangi nilainya sebelum nilai baru di push. Contoh berikut menggambarkan operasi push : mov ax, 00A5 push ax Instruksi tidak mengubah isi AX, tetapi hanya menyalinnya dan memasukannya ke dalam stack.

30 Sejalan dengan penambahan nilai ke dalam stack maka stack semakin kearah bagian bawah memori. Misalkan register BX dan CX bernilai 0001 dan instruksi berikut menyalin nilainya ke dalam stack : push bx push cx Sekarang nilai 0001 dan 0002 telah dimasukan ke dalam stack, akan terlihat sebagai berikut : Sesudah (high memory) A SP (low memory) Pop. Operasi POP mengeluarkan nilai dari stack dan menempatkannya dalam register atau variabel. Sesudah nilai diambil dari stack, nilai stack pointer ditambah satu untuk menunjuk pada nilai sebelumnya dalam stack. Misalkan kita akan mengeksekusi instruksi berikut : pop ax Ilustrasi kondisi stack sebelum dan sesudah operasi ini adalah sebagai berikut : Sebelum (high memory) Sesudah (high memory) A A SP 0002 SP (0002) (AX = 0002)

31 Setelah operasi POP dilakukan, register AX mengandung nilai yang berasal dari puncak stack (0002). Stack pointer pindah ke nilai stack sebelumnya yaitu Nilai yang di ambil (0002) tidak lagi ada dalam stack. Terdapat tiga standar menggunakan stack : 1. Stack membuat daerah penyimpan sementara yang baik untuk register jika kita ingin memelihara nilainya. Kita dapat menggunakan register dengan bebas dan mengambil kembali nilainya dari stack setelah selesai operasinya. 2. Ketika subrutin dipanggil, program menyimpan nilai alamat kembali pada stack, lokasi dimana program harus kembali setelah subrutin selesai. 3. Bahasa tingkat tinggi membuat darerah pada stack dalam subrutin yang disebut frame stack. Ini berada pada daerah dimana variabel-variabel lokal dibuat pada saat subrutin aktif. Siklus Eksekusi Instruksi Sebuah instruksi level-mesin masih harus diuraikan dalam serangkaian mikroinstruksi. Instruksi tersebut dieksekusi oleh penerjemah dalam CPU yang disebut mikroprogam. Kebanyakan mikroprogram disembunyikan, dirahasiakan, oleh fabrik CPU, karena program tersebut akan memudahkan pesaing utt meniru fungsi chipnya. Ketika CPU mengeksekusi instruksi untuk menambah nilai sebuah bilangan, contohnya, mikroprogram harus melaksanakan operasi pada level yang lebih rendah : menghitung alamat operand, menempatkan alamat operand bada bus alamat, menunggu memori untuk merespon, transfer operand dari bus data ke ALU, dan seterusnya. Untuk menyederhanakan, tedapat tiga operasi dasar yang dilaksanakan dalam CPU : fetch, decode, dan execute. Setiap tahap dalam siklus instruksi memerlukan minimal satu clock sistem, yang disebut siklur clock. Fetch : Unit kendali mengambil instruksi, menyalinnya dari memori ke dalam CPU. Decode : Unit kendali menambah nilai (increment) program counter dan menerjemahkan instruksi. Jika operand lain ditentukan oleh instruksi, unit kendali menerjemahkan alamat operand tersebut dan mengambilnya. Kemudian mengirim operand ke dalam ALU.

32 Execute : ALU mengeksekusi operasi dan mengirim operand hasil ke unit kendali, dimana nantinya dikembalikan ke register dan memori Perangkat Lunak Sistem dan Memori Arsitektur Memori Intel 8086 dapat mengakses memori 1,048,576 byte ( 1 MB) menggunakan alamat 20-bit ( FFFFF). Memori dibagi menjadi RAM dan ROM. RAM mulai pada lokasi sampai alamat BFFFF. ROM mulai lokasi C0000 sampai FFFFF. Dibawah DOS, hanya 640 K pertama RAM yang disiapkan untuk program. Memori sisanya diguankan oleh perangkat keras sistem seperti untuk display video dan pengendali hard disk, atau oleh ROM BIOS. Berikut ini peta memori pada Intel 8086 : Alamat (hex) Interrupt Vector Table DOS data area Software BIOS DOS kernel, Device Driver, Etc Bagian Resident COMMAND.COM 640 K RAM 9FFFF A0000 B0000 B8000 C0000 FFFFF Bagian Transient COMMAND.COM EGA/VGA Graphics Buffer MDA Text Buffer CGA/EGA/VGA Text Buffer Reserved Gambar ROM BIOS 2.5. Peta 1 MB pertama Memori PC Inisialisasi DOS 1,024 byte Memori paling bawah (alamat FF) mengandung tabel verktor interrupt. Ini berisi alamat-alamat yang digunakan oleh CPU ketika memroses interrupt perangkat keras dan perangkat lunak. Diatasnya terdaapt BIOS, yang didalamnya terdapat rutin-rutin untuk mengelola, keyboard, konsol dan printer dan clock tiap hari. Rutin-rutin tersebut berasar dari file sistem tersembunyi setiap kali disk boot memanggil IO.SYS (IBMBIO.COM). Kernel DOS berisi kumpulan layanan-layanan DOS yang dapat dipanggil dari

33 program aplikasi. Diatas kernel DOS terdapat buffer file dan file driver devaice yang dapat dipasang (diambail dari CONFIG.SYS), diikuti oleh bagian resident COMMAND.COM. Kemudian disebut pemroses perintah DOS : ini akan menintrrupt perintah yang ditulis pada promt DOS dan memanggil dan mengesekusi program yang disimpan dalam disk. Video Display Video display adalah dipetakan di memori. Dari pada mengirim setiap karakter video melalui port ke video display, lebih efisien untuk memberikan setiap posisi layar pada alamat memori yang terpisah. Ketika DOS menulis karakter ke layar, dia akan memanggil subrutin dalam ROM BIOS, yang langsung menulis karakter ke alamat memori video. Read-Only Memory (ROM) Lokasi memori alamat C0000h sampai FFFFFh disediakan untuk khusus penggunaan ROM, termasuk pengeendali hard disk dan ROM BASIC. ROM BIOS adalah bagian yang penting pada sistem operasi komputer. Di dalamnya tertadapat diagnosa sistem, dan perangkat lunak konfigurasi, seperti halnya subrutin input-output level bawah yang digunakan oleh DOS. BIOS dikodekan dalam chip mikroprosesor dalam borad sistem, yang dibuat oleh fabrik.