PERTEMUAN : 3. Jurusan Teknik Informatika STT PLN. Riki Ruli S -

Transkripsi

1 PERTEMUAN : 3 ARSITEKTUR SISTEM Jurusan Teknik Informatika STT PLN ruliriki@gmail.com Riki Ruli S -

2 CPU (Central Processing Unit) Mikrokomputer menggunakan CPU tunggal meskipun dalamkenyataannyaterdapatbanyakchip yang mendukung PC, yang paling nampak adalah 80x87 coprosesor matematika, tapi CPU masih menjadi pengatur utamanya. Tugasyang paling mendasaryang ditanganiolehcpu adalah: Menemukan dan load/menempatkan instruksi berikutnya Mengeksekusi instruksi: Fetch data dari memori/register Menyimpan data dalam memori/register Melaksanakan penghitungan dan perbandingan Memperbaharui penunjuk instruksi(pencabangan)

3 CPU (Central Processing Unit) CPUdibagimenjadiduabagian:Arithmetic Logic Unit (ALU)dan Control Unit (CU). ALU melaksanakan operasi aritmetik, logic, dan penggeseran Control Unit mengambil data dan instruksi dan menerjemahkan kode(decode) alamat untuk ALU. Bus data. Bus adalah kabel parallel yang mengirimkan data antara berbagai bagian CPU. Register. BeradadalamCPU yaituarea penyimpankecepatantinggi, yang langsung terhubung ke unit kendali dan ALU. Clock. Setiap operasi yang dilakukan di CPU harus disinkronkan oleh clock. Unit waktu paling dasar untuk instruksi mesin yang disebut siklusmesin(machine cycle). InstruksimesindalamprosesorIntel umumnya dilaksanakan antara 3 dan 20 clock.

4 CPU (Central Processing Unit) Register beradadalamcpu. Ketikasesuatudiambildarimemori, alamatnya dihitung oleh unit kendali dan dikirim melalui bus alamat. Nilai darimemori(baikinstruksiataudata) dikirimbalikkecpu melaluibus data. Clock melakukan sinkronisasi setiap operasi CPU.

5 REGISTER Register merupakan sebagian memori dari mikroprosesor yang dapat diakses dengan kecepatan yang sangat tinggi. Dalam melakukan pekerjaannya mikroprosesor selalu menggunakan register-register sebagai perantaranya, jadi register dapat diibaratkan sebagai kaki dan tangannyamikroprosesor. Register memiliki panjang 16 bit. Pengaksesan 4 register data dibagi dua bagian yaitu setengah bagian atasnya dan setengah bagian bawah.

6 REGISTER Register merupakan sebagian memori dari mikroprosesor yang dapat diakses dengan kecepatan yang sangat tinggi. Dalam melakukan pekerjaannya mikroprosesor selalu menggunakan register-register sebagai perantaranya, jadi register dapat diibaratkan sebagai kaki dan tangannyamikroprosesor. Register memiliki panjang 16 bit. Pengaksesan 4 register data dibagi dua bagian yaitu setengah bagian atasnya dan setengah bagian bawah.

7 REGISTER

8 REGISTER Register Data Register 16 bit ( satuanword ) AX, BX, CX, dan DX Register 8 bit ( satuanbyte ) AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL, dan DH L = Low ( 8 bit pertama) H = High ( 8 bit kedua)

9 REGISTER Register Data Register data digunakan untuk perhitungan aritmatik dan pemindahan data. Perhitungan setiap register dapat dialamati sebagai nilai 16-bit atau 8 bit. Contohregister AX adalahregister 16-bit, 8 bit atasnya disebut AH dan 8 bit bawahnya dinamai AL. Posisibit selaludiberinomordarikanankekiri dimulai dari nol.

10 REGISTER DATA AX (akumulator) AX disebut register akumulator karena digunakan oleh CPU untuk operasi aritmatik. Operasi-operasi lain juga sedkit lebih efisien dengan menggunakan AX. BX (basis) Seperti register tujuan umum lainnya, register BX dapat melaksanakan operasi aritmetik dan perpindahan data dan BX memiliki kemampuan pengalamatankhusus. Diadapatmenyimpanalamatmemoriyang menunjuk pada variabel lain. Tiga register lain yang memiliki kemampuan iniadalahsi, DI danbp. CX (counter) Register CX bekerja sebagai counter untuk instruksi pengulangan atau looping. Instruksi-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. Padasaatperkalian, contohnya, DX menyimpan16 bit perkalian.

11 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 Register CS menyimpan lokasi basis semua instruksi yang dapat dieksekusi dalam program. DS (data segment) Register DS adalahlokasibasis default untukvariabelvariabelcpu 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 variabel-variabel memori.

12 REGISTER INDEX Register index mengandung offset variabel. Istilah offset mengacu pada jarak variabel, label atau instruksi dari segmen basisnya. Register index mempercepatpemrosesanstring array danstrukturdata lain yang mengandung banyak elemen. Register-register index adalah: SI (source index) Register ini mengambil nama dari instruksi pemindahan 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).

13 REGISTER KHUSUS Register khusus sebagai berikut: IP (instruction pointer) Register IP selalu mengandung offset instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. CS 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.

14 REGISTER FLAG Register flag adalah register 16-bit khusus dengan posisibit sendiridibuatuntukmenunjukanstatus CPU atau hasil operasi aritmetik. Setiapposisibit yang relevandiberinama, posisilain tidakdidefinisikan.

15 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Debug berasaldariistilahbahasainggris bug yang berati kutu atau binatang kecil Mencari atau melacak kesalahan Debug = sebuah program yang digunakan untuk melihat, mengedit dan menyimpan data kedalam memori atau disk. Bisa digunakan untuk membuat program COM dan EXE. Dan bisa dijadikan sebagai alat bantu dalam perancangan peralatan berbasis mikroprosesor.

16 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Program DEBUG dapat digunakan untuk mengeksplorasi keluarga prosesor 8086 termasuk PENTIUM pada PC Program DEBUG telahdisertakansetiapkaliuser melakukan instalasi WINDOWS UntukmenjalankanDEBUG, click Start-Run, kemudian ketik CMD dan click OK sehingga muncul pada layar prompt DOS.

17 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Dari prompt DOS ketikdebug: C:>DEBUG diikuti ENTER Prompt DEBUG ditandai dengan tanda minus dikuti kursor berkedip:-_ Terdapat19 menu DEBUG, untukmelihatnyaketik-? diikuti ENTER

18 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Melihat isi register, ketik-r diikuti ENTER, maka akan muncul dilayar: Hal itu menandakan bahwa isi register AX=0000 atau AH=00 danal=00,bx=0000 ataubh=00 danbl=00, CX=0000 atau CH=00 dan CL=00, DX=0000 atau DH=00 dan DL=00 Keadaanset danreset register flag padadebug dinyatakandengansingkatannv, UP, EI, PL, NZ, NA, PO, NC

19 Flag Status Bendera overflow: OV(Overflow atau OF=1=set) NV(No Overflow atau OF=0=reset) Bendera sign: EKSPLORASI PROSESOR 8086 NG(Negative atau SF=1=set) PL(Plus atau SF=0=reset) Bendera zero: ZR(Zero atau ZF=1=set) NZ(No Zero atau ZF=0=reset) Bendera auxiliary carry: NA(No Auxiliary carry atau AF=0=reset) AC (Auxiliary carry atau AF=1=set)

20 Flag Status Bendera paritas: PO (Parity Odd = paritas ganjil atau PF=0=reset) PE (Parity Even = paritas genap atau PF=1=set) Bendera Carry: EKSPLORASI PROSESOR 8086 NC (No Carry atau CF=0=reset) CY (carry atau CF=1=set) Contoh jika DEBUG menampilkan keadaan flag: NVUP EI PL NZ NA PO NC Artinya: hasilperhitunganalu tidakoverflow (NV), bernilaipositif(pl), tidakbernilai0 (NZ), tidakadacarry padapenjumlahanbit ke-3 (NA), berparitas ganjil(po) dan tidak ada carry (NC)

21 Example Analyze Analisis: EKSPLORASI PROSESOR 8086 Misal kita menulis program assembly dengan perintah A dan menjalankannya baris demi baris dengan perintah T (trace):

22 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Example Analyze Perintah diatas yakni: MOV AL,3 ADD AL,2 ketika baris pertama dijalankan, isi AL=03 dan setelah baris kedua dijalankan isi AL menjadi AL=05 heksadesimal. Hal itu menunjukkanbahwainstruksipertamamoval,3 menyebabkan akumulator AL terisi 3 heksadesimal, baris kedua menyebabkan isi AL ditambah dengan 2 heksadesimal sehingga menjadi 5 heksadesimal. Pada akhir pelaksanaan kedua perintah tersebut, DEBUG menghasilkan keadaan register flag sebagai berikut: NVUP EI PL NZ NA PE NC

23 EKSPLORASI PROSESOR 8086

24 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Dalam bahasa Assembly mempunyai 3 tipe intruksi dasar yaitu: mnemonic, operan1 dan 2 serta komentar

25 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Contoh Perintah debug : A : Address A 100 C : Compare C 0100 L D : Dump D CS:80 E : Enter E 100 F : Fill F 0100 L1 41 G : Go H : Penjumlahan 2 bilangan heksa I : Input 3FD R : register RAX RubahNilaiAX RBX RubahNilaiBX

26 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Contoh Perintah debug : T = Menjalankan baris program Asembly U = Melihat program yang sedang aktif W = Menyimpandata kedisk? = Menampilkan layar Help versi debug

27 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Prosedur Percobaan Klik menu start pada computer Pilih All Programs dan pilih accessories Pilih command prompt Lalu anda ketika debug pada bagian c prompt dan tekan Enter

28 EKSPLORASI PROSESOR 8086 Prosedur Percobaan Klik menu start pada computer Pilih All Programs dan pilih accessories Pilih command prompt Lalu anda ketika debug pada bagian c prompt dan tekan Enter Kemudian anda ketikan Huruf A 100 dan tekan Enter Kenapa A 100? Merupakan segment awal debug (Program Segmen Prefix)

29 Lalu ketikan program dibawah ini: mov ah,02 movdl, 41 int21 int20 EKSPLORASI PROSESOR 8086