Pakaian rapi & Sopan Pakai Sepatu Ijin Jika Tidak Masuk Maksimal Terlambat?? Menit Tidak boleh diabsenkan Nilai Tugas ->??% UTS ->??% UAS ->??

Transkripsi

1 Nama : Sendi Novianto, S.Kom, M.T, Telp : / Ym / to_sendi / sendi@dosen.dinus.ac.id Tmpt Tinggal : Boja S1 UDINUS SMS Gateway Untuk Penjualan Berjenjang Pada PT. Astro Media Komunindo S2 ITS Implementasi Algoritma Genetika Pada Perhitungan Perkalian Berbasis Metode Trachtenberg By Sendi Novianto, S.Kom, M.T. to_sendi@yahoo.com Pakaian rapi & Sopan Pakai Sepatu Ijin Jika Tidak Masuk Maksimal Terlambat?? Menit Tidak boleh diabsenkan Nilai Tugas ->??% UTS ->??% UAS ->??%

2 Sejarah Komputer * Alat Hitung Tradisional dan Kalkulator Mekanik Abacus (Japan) * Komputer Generasi Pertama * Komputer Generasi Kedua * Komputer Generasi Ketiga * Komputer Generasi Keempat * Komputer Generasi Kelima Abacus (Rusian) Abacus (China) Abacus (School) Abacus (Roman) Abacus Binary

3 Konrad Zuse (1941) -> Z3 -> design pesawat & peluru kendali 1943 Inggris -> Colossus -> pemecah kode rahasia Amerika, Howard H. Aiken ( ) + IBM => The Hardvd-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (Mark I) Eniac -> 17rb tv, 70rb resistor, 5jt solder, 160kw listrik > Transistor ditemukan > transistor dipakai dalam komputer IBM -> Super computer (Stretch) untuk penelitian atom Bahasa assembly dipakai sebagai pengganti biner > komputer untuk umum Cobol & Fortran

4 1958 -> IC oleh Jack Kilby dari texas Instrument Transistor Terlalu panas di Ganti IC Chip Intel 4004 th.1971 cikal bakal kemajuan IC Kemampuan control pada CPU, memory, dan kendali input / output Microwave, televisi memakai microprosesor IBM, Apple (mouse) LAN, Internet, Dll

5 Buatlah Rangkuman tentang sejarah perkembangan hardware / software yang telah anda pilih meliputi Penemu & Pengembangnya Arsitekturnya (Design Fisik & Rangkaiannya) Kelebihan / keunggulan Kekurangannya Dikumpulkan Paling Lambat Pada Pertemuan Ke-2

6 Meningkatkan Utilitas CPU Data dan Instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU Efisiensi dalam pemakaian memory yang terbatas Transfer dari / ke memori utama ke / dari CPU dapat lebih efisien Pembatasan ruang awal dan akhir pada tiap proses yang terjadi Base register memegang alamat fisik yang terkecil yang dilegalkan Limit register menentukan ukuran dari jarak alamat tersebut Contoh : jika base register memegang dan limit register , maka program bisa mengakses secara legal di semua alamat dari sampai

7 Prosedur untuk menetapkan alamat fisik yang akan digunakan oleh program yang terdapat di dalam memori utama. Alamat CPU -> logika Alamat memory -> fisik Compile & Load time -> alamat fisik & logika identik Execution time -> alamat fisik & logika berbeda Kumpulan alamat logika program -> ruang alamat logika/virtual Kumpulan alamat fisik yang berhubungan dengan alamat logika -> ruang alamat fisik Compilation Time Execution Time Load Time

8 Ukuran memori fisik yang terbatas Pemanggilan routine program yang diperlukan Hanya program utama yang di muat di memori Routine tambahan diletakkan di dalam disk Pemuatan dinamis hanya bisa di rancang dalam pembuatan program oleh user Carilah Video teknologi terkini dari topik pilihan anda Tiap mahasiswa walaupun kelompok tetap mencari video berdasarkan topiknya Dalam satu kelompok meskipun topik sama, tetapi video berbeda-beda (contoh Topik Game : Perkembangan XBOX, PS, Karakter Game Dll Tiap Kelompok Dikumpulkan Dalam 1 CD Bercover dengan tulisan topik dan nama kelompoknya serta kelompok mata kuliah Video Dikelompokkan Dalam Folder (Cont : A XBOX) Dikumpulkan Paling Lambat Pada Pertemuan Ke-3 Sama halnya dengan pemuatan dinamis Dipisahkan ke dalam file yang dikenal DLL Ukuran program utama menjadi lebih kecil Akses terhadap memori jauh lebih cepat

9 Data dan instruksi disimpan dalam satu memori Isi dari memori ini dapat dialamatkan dengan lokasi tanpa memperhatikan tipe datanya Eksekusi terjadi secara sekuensial dari satu instruksi ke instruksi selanjutnya Pada bahasa pemrograman tingkat tinggi, misal C, contoh : x = x +y; Statemen tersebut memberi instruksi kepada komputer untuk menambah nilai yang tersimpan di x dengan nilai yang tersimpan di y dan meletakkan hasilnya di x

10 Pada bahasa mesin, operasi tersebut membutuhkan tiga instruksi (misalnya variabel x dan y terletak di lokasi 513 dan 514) : Load register berisi lokasi memori 513 Tambahkan isi lokasi memori 513 ke register Simpan isi register di lokasi memori 513 Bahasa pemrograman tingkat tinggi mengekspresikan operasi dalam bentuk aljabar ringkas, menggunakan variabel Bahasa mesin mengekspresikan operasi dalam bentuk dasar melibatkan perpindahan data dari dan ke register Instruksi Aritmatika dan Logika (Arithmetic and Logic ) Data Processing, contoh : ADD, SUB, MPY, DIV, OR, AND Instruksi Memory (Memory ) Data Storage, contoh : LOAD, STOR Instruksi I/O (I/O ) Data Movement Instruksi Test dan Branch (Test And Brach ) Control Komputer harus memiliki suatu set instruksi supaya user dapat memformulasikan pemrosesan data Program yang ditulis dalam bahasa pemrograman tingkat tinggi harus diterjemahkan ke bahasa mesin untuk dijalankan/dieksekusi Jadi, set instruksi harus mencukupi untuk menjalankan instruksi dari bahasa tingkat tinggi Direct Alamat operand ditunjuk secara langsung pada instruksi Contoh : instruksi LOAD, cara penulisan : LOAD Y Indirect Alamat operand ditunjukkan secara tidak langsung oleh data yang terkandung pada alamat yang ditunjuk Cara penulisan : LOAD (Y) Displacement Merupakan alamat relatif, artinya alamat operand yang dituju berjarak n alamat dari sebuah alamat yang diekspresikan secara indirect Cara penulisan : LOAD (Y) Immediate Alamat operand tidak berisi sebuah alamat, tetapi langsung operand yang akan diproses Cara penulisan : LOAD #9

11 Misalkan kita memiliki contoh register dan memory sebagai berikut : Register Memory A 0 52 B 1 1 C D Y 50 3 Z Untuk pemanggilan alamat operand berupa register namanya Register Indirect Addressing Contoh : LOAD (D), akan menghasilkan ACC 7, karena alamat register D berisi alamat memory 51, sedangkan alamat memory 51 berisi bilangan 7 Untuk pemanggilan alamat operand berupa memory namanya Indirect Addressing Contoh : LOAD (50), akan menghasilkan ACC 43, karena alamat memory 50 berisi alamat memory 3, sedangkan alamat memory 3 berisi bilangan 43 Untuk pemanggilan alamat operand berupa register disebut Register Addressing Contoh : LOAD C, akan menghasilkan ACC 50, karena alamat register C berisi 50 Untuk pemanggilan alamat operand berupa memory disebut Direct Addressing Contoh : LOAD 3, akan menghasilkan ACC 43, karena alamat memory 3 berisi bilangan 43 Merupakan alamat relatif, artinya alamat operand yang dituju berjarak n alamat dari sebuah alamat yang diekspresikan secara indirect Contoh : LOAD (C) + 50 akan menghasilkan ACC 5, karena alamat register C berisi alamat 50, sedangkan alamat yang dituju berjarak +50 darinya = 100. Alamat 100 berisi bilangan 5

12 Immediate tidak membutuhkan alamat memory/register, karena tempat untuk alamat operand diisi langsung oleh bilangan operand-nya Contoh 1 : LOAD #9, akan menghasilkan ACC 9, nilai di belakang tanda # dianggap sebagai operand-nya Contoh 2 : ADD Y, #2, #3, akan menghasilkan register Y 5, kedua operand adalah 2 dan 3, dengan demikian 2+3 = 5 Berapakah isi register Y? Gunakan kondisi register dan memori yang ada! INSTRUKSI ALGORITMIK ISI ACC LOAD (C) AC 3 3 ADD 3 AC AC SUB (0) AC AC AC AC X MPY (C) + 50 AC AC/9 20 DIV #9 Y 20 STOR Y Register Y berisi 20 Berapakah isi register Y? Gunakan kondisi register dan memori yang ada! LOAD (C) ADD 3 SUB (0) MPY (C) + 50 DIV #9 STOR Y

13 CX = Jumlah Pengulangan

14 ABCD 4321

15 File : Debug.exe T = trace U = Unassemble Rcx = panjang data N = simpan dengan nama file G = jalankan perintah A = alamat File COM W = Menulis Program Ke HardDisk Q = Keluar Dari Debug /**********************************\ Nama : Contoh Nim : A11.XXXX Kelompok : A11.ZZZZ \**********************************/ Bilangan basis 2 berupa campuran dari kemungkinan 2 digit ( 0 dan 1 ) Tiap digit berupa bilangan pangkat 2 yang diasosiasikan berdasarkan posisinya BIT = binary digit = 1 x x x 2 0

16 Bilangan basis 8 Memiliki 8 kemungkinan digit 0-7 Tiap digit berupa bilangan pangkat 8 yang diasosiasikan berdasarkan posisinya Konversi Oktal desimal 23 8 = 2 x x 8 0 = = 19 Bilangan basis 10 yang terdiri dari kemungkinan 10 digit ( 0 9 ) Tiap digit berupa bilangan pangkat 10 yang di asosiasikan berdasarkan posisinya 234 = 2 x x x 10 0

17 Bilangan basis 16 Memiliki 16 kemungkinan digit 0-9 dan A-F (untuk merepresentasikan 10-15) Tiap digit berupa bilangan pangkat 16 yang diasosiasikan berdasarkan posisinya Konversi Hex desimal 2BD 16 = 2 x x x 16 0 = = 701

18

19 Sama seperti binary, bedanya tiap 1 digit desimal diwakili oleh kumpulan bit-bit Ujung paling kiri merupakan tanda dari bilangan tersebut ( 0=+ / 1=-) Pembacaan dimulai dari angka kedua dari ujung kiri Fungsinya untuk mengubah suatu bilangan positif ke bilangan negatif / negatif ke positif dengan cara mengubah bit ke-1 dari 0 ke 1 atau dari 1 ke 0

20 Fungsinya untuk mengubah suatu bilangan positif ke bilangan negatif / negatif ke positif dengan cara mengubah bit ke-1 dari 0 ke 1 atau dari 1 ke 0 lalu ditambah 1 9,8 x x 108 Km/jam

21 (-13,9) 10 = 1101, = 1, x = Biner -> (11) = 1, x 2 (011) (-13,9) 10 = FPN 13 = Biner -> (1101) 0.9 = Biner -> ( )

22 43 = FPN BCD Komp1. komp2 (-17) 8 = FPN BCD Komp1. komp2 ( ) 2 = FPN BCD Komp1. komp2 Dari beberapa aritmatik yang sudah kita pelajari, silahkan anda buat sebuah program konversi bilangan sederhana yang mengkonversi bilangan desimal ke dalam salah satu bilangan yang sudah anda kenal

23 Mesin von Neumann Prosesor: Control & Datapath Konsep untuk memiliki sebuah program yang tersimpan dalam memori komputer Arsitektur dasar mesin ini masih menjadi kerangka referensi pada komputer modern Computer Processor (active) Control Datapath Memory (passive) (dimana program, data ada ketika dijalankan) Devices Input Output Mesin von Neumann Bagian Utama CPU

24 Kumpulan Register Register dari sebuah komputer secara kolektif disebut sebagai kumpulan register / register set Beberapa register mungkin mempunyai jenis yang sama, yang lainnya mungkin berbeda Beberapa register berlaku umum pada hampir semua komputer Register Instruksi Register khusus untuk menyimpan instruksi Pertama, instruksi di-fetch dari memori dan disimpan dalam kemudian PC ditingkatkan sehingga ia menunjuk ke instruksi berikutnya M[PC] PC (PC)+1 M[PC] menunjukkan isi lokasi memori yang ditunjuk oleh PC. Sekali instruksi disimpan dalam, maka instruksi tersebut dapat di-decode oleh Control Unit (CU) dan operasi mikro dapat diaktifkan untuk pelaksanaannya Register Program Counter Register Umum Menyimpan alamat memori dari instruksi selanjutnya yang akan dijalankan Pelaksanaan sebuah program biasanya dilakukan berurutan, maka alamat instruksi berikutnya bernilai 1 lebih tinggi daripada alamat dari instruksi saat ini. PC (PC)+1 Jika suatu jump atau cabang instruksi dijalankan, instruksi yang akan dilaksanakan berikutnya disimpan pada alamat yang ditentukan dalam cabang instruksi. Dalam hal ini, kita ingin me-load langsung alamat baru ke PC : PC bagian alamat dari instruksi cabang Untuk menyimpan nilai-nilai sementara selama pelaksanaan instruksi Sebuah komputer memiliki sebuah register prosesor untuk pelaksanaan instruksi-instruksi, disebut Accumulator (ACC)

25 Register Flag Mengendalikan aliran pelaksanaan pada CU dan Siklus Eksekusi Program 1. M[PC] // Fetch instruksi 2. PC PC + d // Tunjuk ke lokasi instruksi berikutnya 3. Eksekusi instruksi Siklus Eksekusi Program CPU mem-fetch instruksi berikutnya dari memori CPU men-decode instruksi Berdasarkan instruksi, CPU mengeluarkan sinyal kendali untuk mem-fetch operand lainnya jika diperlukan dan kemudian akan melaksanakan salah satu tindakan berikut ini : Melakukan operasi aritmatika atau logika Menyimpan sebuah hasil ke dalam memori Membaca sebuah hasil dari atau menuliskan hasil ke piranti I/O CPU kembali ke langkah pertama dan melanjutkan proses hingga program diberhentikan Operasi Dasar Prosesor Operasi-operasi Dasar: Mengambil (fetching) Data dari Memori Menyimpan (storing) Data ke Memori Pertukaran Data Antar-Register Operasi Aritmatika & Logika di Datapath

26 Mengambil Data dari Memori Instruksi: LD R2,(R1) ; R2 M[R1] Langkah-langkah: 1. R1 2. Read 3. Tunggu sinyal MFC // MFC = Memory Function Completed // Pada saat MFC aktif: // M[] 4. R2 Address Data Add Sub XOR PC Y Z Carry-in Read R1 R2 MFC Pertukaran Data Antar-Register R1 R4 R1 in R1 out R4 in R4 out X X X X Instruksi: MOV R4,R1 ; R4 R1 Langkah-langkah: 1. Enable output of R1 // setting R1 out to 1 2. Enable input of R4 // setting R4 in to 1 Menyimpan Data ke Memori Instruksi: ST (R1),R2 ; M[R1] R2 Langkah-langkah: 1. R1 2. R2, Write 3. Tunggu sinyal MFC // MFC = Memory Function Completed // Pada saat MFC aktif: // M[] Address Data Add Sub XOR PC Y Z Carry-in Write R1 R2 MFC Operasi Aritmatika dan Logika Ri Y A B Add X Z Ri in Ri out Y in Y out Z in Z out X X X X X Instruksi: ADD R1,R2 ; R1 R1 + R2 Langkah-langkah: 1. R1 out, Y in 2. R2 out, Add, Z in 3. Z out, R1 in

27 Operasi (A&L): Bagian dari Pertukaran Data Komponen-komponen Datapath: Register: tempat penyimpanan data : tempat pemrosesan aritmatika & logika Bus: penghubung antar-register & antara register- Eksekusi Instruksi merupakan kombinasi pertukaran data antara: Register Bus Register Register Bus Register Bus Memori Pertukaran data dilakukan dengan cara mengaktifkan gerbang-gerbang register dengan menggunakan sinyal-sinyal kendali (PC out, PC in, dst.) Selain itu, juga ada sinyal-sinyal kendali yang berhubungan dengan komponenkomponen lain (Memori: Read, Write; : Add, Sub, Set Carry-in, dst.) Tahapan Eksekusi Branching Unconditional (JMP Loop) 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. PC out, Y in 5. Offset-field-of- out, Add, Z in // PC PC + Offset 6. Z out, PC in, End Conditional (contoh: BRNeg Loop) 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. PC out, Y in, If N=0 then End // take the branch? 5. Offset-field-of- out, Add, Z in // PC PC + Offset 6. Z out, PC in, End Tahapan Eksekusi Instruksi: LD R d,x 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. X out, in, Read 5. WMFC 6. out, R16 in, End Address Data PC PC out in Read Control X Clear Y Y Add R16 Z PC+1 1 Set Carry-in Z in

28 Tahapan Eksekusi Instruksi: LD R d,x Tahapan Eksekusi Instruksi: LD R d,x 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. X out, in, Read 5. WMFC Address PC PC in Control WMFC 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. X out, in, Read 5. WMFC Address PC+1 Read Control 6. out, R16 in, End Data X 6. out, R16 in, End Data in X Y Y X out R16 R16 Z = PC+1 Z Z out Tahapan Eksekusi Instruksi: LD R d,x Tahapan Eksekusi Instruksi: LD R d,x 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. X out, in, Read 5. WMFC Address PC+1 Control 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. X out, in, Read 5. WMFC Address PC+1 Control WMFC 6. out, R16 in, End Data in X 6. out, R16 in, End Data X out Y Y R16 R16 Z Z

29 Tahapan Eksekusi Instruksi: LD R d,x Tahapan Eksekusi Instruksi: ADD R d, R s 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. X out, in, Read 5. WMFC 6. out, R16 in, End Address Data PC+1 Control X 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. R16 out, Y in 5. R17 out, Add, Z in 6. Z out, R16 in, End Address Data PC PC in Control R17 WMFC out Y Y R16 R16 R16 in Z Z = PC+1 Z out Tahapan Eksekusi Instruksi: ADD R d, R s Tahapan Eksekusi Instruksi: ADD R d, R s 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. R16 out, Y in 5. R17 out, Add, Z in 6. Z out, R16 in, End Address Data PC PC out in Read Control R17 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. R16 out, Y in 5. R17 out, Add, Z in 6. Z out, R16 in, End Address Data PC+1 Control in R17 Clear Y Y out Y Add R16 R16 Z PC+1 1 Set Carry-in Z Z in

30 Tahapan Eksekusi Instruksi: ADD R d, R s Tahapan Eksekusi Instruksi: ADD R d, R s 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. R16 out, Y in 5. R17 out, Add, Z in 6. Z out, R16 in, End Address Data PC+1 Control R17 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. R16 out, Y in 5. R17 out, Add, Z in 6. Z out, R16 in, End Address Data PC+1 Control R17 Y in Y Y=R16 R16 R16 R16 out R16 out Z Z out Z=R16+R17 Tahapan Eksekusi Instruksi: ADD R d, R s Multiple-bus: salah satu cara peningkatan kinerja 1. PC out, in, Read, Clear Y, Set carry-in to, Add, Z in 2. Z out, PC in, WMFC 3. out, in 4. R16 out, Y in 5. R17 out, Add, Z in 6. Z out, R16 in, End Address Data PC+1 Control R17 A B C PC Register File Add R1,R2,R3 ;R1 R2+R3 Y=R16 R17 out R16 Add Z in Z Data Address Memory Bus

31 Multiple-bus: salah satu cara peningkatan kinerja A B C PC Register File Add R1,R2,R3 ;R1 R2+R3 Data Address Memory Bus Bandingkan dengan Organisasi Single-bus Beberapa Teknik Peningkatan Kinerja Prosesor Lainnya PC Pre-fetching: instruksi berikutnya (i+1) di-fetch pada waktu pengeksekusian instruksi (i) Y R1 R2 R3 Add R1,R2,R3 ;R1 R2+R3 Perlu teknik Branch Prediction Pipelining: eksekusi instruksi dipecah kedalam tahap-tahap yang dapat dilakukan secara overlap Fetch Instruksi Decode Instruksi Baca Operand (dari register asal) Lakukan Operasi Tulis Hasil (ke register tujuan) Z On-chip Cache: mempercepat akses data dari/ke memori 124

32

33