ORGANISASI KOMPUTER INSTRUKSI MESIN DAN PROGRAM MATA KULIAH:

Transkripsi

1 MATA KULIAH: ORGANISASI KOMPUTER INSTRUKSI MESIN DAN PROGRAM PRODI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2011 Ayu Anggriani H

2 CREATED BY: AYU ANGGRIANI H PTIK A 2009 Ayu Anggriani H

3 REPRESENTASE BILANGAN Misalkan suatu n-bit vector B=b n-1 b 1 b 0 Dimana b i = 0 atau 1 untuk 0 I n-1. Vector ini dapat menyatakan nilai integer tidak bertanda V pada rentang 0 hingga 2 n -1, dimana V(B)=b n-1 X2 n -1+ +b 1 +X2 1 +b 0 X2 0 Kita sangan membutuhkan representasi bilangan positif dan negative. Ada tiga system digunakan untuk mempresentasikan bilangan tersebut: Sign-and-magnitude 1 s-complement 2 s-complement Ayu Anggriani H

4 Table 1. Nilai yang Direpresentasikan B Nilai Yang Direpresentasikan b 3 b 2 b 1 b 0 Tanda dan Besaran 1 s complement 2 s complement Ayu Anggriani H

5 PENAMBAHAN BILANGAN POSITIF Misalkan penambahan dua bilangan 1-bit. Hasilnya ditunjukkan pada Gambar 2.2 perhatikan bahwa jumlah 1 dan 1 memerlukan 2-bit vector 10 untuk menyatakan nilai 2. Kita nyatakan bahwa sum adalah 0 dan carryout adalah 1. PENAMBAHAN DAN PENGURANGAN BILANGAN BERTANDA Kita memperkenalkan tiga system untuk menyatakan bilangan positif dan negative, atau cukup disebut bilangan bertanda.sistem tersebut berbeda hanya dalam hal menytakan nilai negative. Sitem sign-and-magnitude adalah representasi yang paling sederhana, tetapi juga paling buruk untuk operasi penambahan dan pengurangan. Ayu Anggriani H

6 Metode 1 s-complement agak lebih baik. System 2 s-complement adalah metode yang paling efisien untuk melakukan opesari penambahan dan pengurangan. Untuk memahami aritmatika 2 s-complement, misalkanlah penambahan modulo N (ditulis mod N). alat untuk mendeskripsikan penambahan mod N integer positif adalah suatu lingkaran dengan N nilai, 0 hingga N-1, yang dituliskan sepanjang keliling lingkaran tersebut. Gambar. Interprestasi lingkaran mod 16 2 scomplement. Ayu Anggriani H

7 Aturan penambahan dan pengurangan bilangan bertanda n-bit menggunkan system representasi 2 s-complement. Untuk menambahakan dua bilangan, abaikan sinyal carry-out dari posisi most significant bit (MSB). Jumlahnya akan merupakan nilai yang secara aljabar dalam representasi 2 s-complement sepanjang jawabannya berada dalam rentang -2 n-1 hingga +2 n-1-1. Untuk mengurangkan dua bilangan X dan Y, yaitu untuk melakukan X-Y, bentuklah 2 s-complement dari Y dan kemudian tambahkan pada X, sebagaimana pada aturan 1. Sekalai lagi jawabannya akann merupakan nilai yang benar secara aljabar dalam system representasi 2 s-complement jika jawabannya berada pada rentang -2 n-1 hingga +2 n-1-1. Ayu Anggriani H

8 OVERFLOW DALAM ARITMATIKA INTEGER Penambahan bilangan dengan tanda yang berbeda tidak dapat menyebabkan overlow, jadi kesimpulannya : Overlow hanya dapat terjadi pada saat penambahan dua bilangan yang memiliki tanda sama. Sinyal carry-ourt dari posisi sign-bit bukan merupakan indicator yang cukup terhadap overlow pada saat penambahan bilangan bertanda. Cara sederhana untuk mendeteksi overlow adalah dengan memperhatikan dua summand X dan Y dan tanda pada jawabannya. Ayu Anggriani H

9 KARAKTER Selain bilangan, computer harus mampu menangani informasi teks numeric yang berisi karakter. Karakter dapat berupa alphabet, digit decimal, tanda baca, dan lain sebagainya. Karakter tersebut direpresentasikan dengan kode yang biasanya memiliki panjang delapan bit. Salah satu kode semacam itu yang paling banyak digunakann adalah kode American Standards Committee on Information Interchange (ASCII) yang dideskripsikan pada Apendiks E. Ayu Anggriani H

10 Komputer modern memiliki word length yang biasanya berkisardari 16 hingga 64 bit. Jika word length suatu computer adalah 32 bit, maka word tunggal dapat menyimpan 32-bit bilangan 2 s-complement atau empat ASCII karakter, masingmasing memiliki 8 bit. Mengakses memori untuk menyimpan atau mengambil suatu item informasi, baik berupa word atau byte, memerlukan nama yang berbeda atau alamat untuk tiap lokasi item. BYTE ADDRESSIBILITY PENETAPAN BIG-ENDIAN LITTLE-ENDIAN WORD ALLIGNMENT MENGAKSES BILANGAN, KARAKTER, DAN STRING KARAKTER Ayu Anggriani H

11 Intruksi program dan operand data disimpan dalammemori. Untuk mengeksekusi suatu intruksi, sirkuit control prosesor harus mengisikan intruksi tersebut dalam word untuk ditransfer dari memori ke prosessor. Operand dan hasil juga dipindahkan antara memori dan prosesor. Sehingga diperlukan dua operasi dasar yang melibatkan memori tersebut,yang disebut Load (atau Read atau Fetch) dan Store (atau Write). Operasi Load mentransfer salinan isi lokasi memori tertentu ke prosessor. Isi dalam memori tetap. Untuk memulai operasi Load, prosessor mengirimkan alamat lokasi yang diinginkan ke memori dan meminta agar isi pada lokasi tersebut dibaca. Memori membaca data yang disimpan pada alamat tersebut dan megirimkannya ke prosessor. Ayu Anggriani H

12 Operasi Store mentransfer item informasi dari prosessor ke lokasi memori tertentu, menghapus isi yang sebelumnya ada dalam lokasi tersebut. Prosessor mengirim alamat lokasi yang diinginkannya ke memori, bersama dengan data yang akan dituliskan pada lokasi tersebut. Ayu Anggriani H

13 Computer harus memiliki intruksi yang mampu melakukanempat operasi : Transfer data antara memori dan register prosessor. Operasi aritmatika dan logika pada data. Sequencing program dan control Transfer I/O Kita mulai dengan mendiskusikan dua tipe intruksi yang pertama. Dan untuk memfasilitasi pembahasan tersebut kita memerlukan beberapa notasi yang kita berikan terlebih dahulu. Ayu Anggriani H

14 NOTASI TRANSFER REGISTER NOTASI BAHASA ASSEMBLY TIPE INTRUKSI DASAR EKSEKUSI INSTRUKSI DAN STRAIGHT-LINE SEQUENCING BRANCHING CONDITION CODE PEMBUATAN ALAMAT MEMORI Ayu Anggriani H

15 IMPLEMENTASI VARIABEL DAN KONSTANTA INDIRECTION DAN POINTER INDEXING DAN ARRAY PENGALAMAN RELATIVE MODE TAMBAHAN Ayu Anggriani H

16 Ayu Anggriani H