BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Mikroprosesor Mikroprosesor merupakan sirkuit terpadu yang berisi aritmetika (ilmu hitung dasar yang merupakan bagian dari matematika), logika (sarana untuk berpikir sistematis, valid, dan dapat dipertanggungjawabkan), dan algoritma (prosedur langkah - langkah untuk penghitungan) yang dibutuhkan untuk menafsirkan dan melaksanakan instruksi dari program komputer (Brey, 2002) sehingga menjadikan mikroprosesor menjadi titik penting pada sebuah komputer dan lebar data proses yang digunakan adalah 8 bit, 16 bit, 32 bit dan 64 bit. Gambar 2.1 Siklus Organisasi Mikroprossesor Aritmetic Logical Unit(ALU) adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Tugaas utama ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai intruksi program (Irwansyah dan Moniaga, 2014). Unit control (Control Unit) adalah bagian CPU yang menyebabkan sesuatu dapat terjadi. Unit control mengeluarkan sinyal-sinyal control yang bersifat eksternal ke CPU agar menyebabkan terjadinya pertukaran data Antara memori dengan modul-modul I/O (Irwansyah dan Moniaga, 2014). Data bus dan address bus dipakai untuk mentransfer informasi tentang dimana data harus disimpan di memory. Control bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses data bus dan address bus. 5

2 Fungsi Mikroprosesor Fungsi utama Mikroprosesor adalah sebagai unit yang mengendalikan seluruh kerja sistem mikroprosesor. Beberapa fungsi dari mikroprosesor (Brey, 2002), antara lain. 1. Sebagai tempat penyimpana sementara data 2. Sebagai proses untuk mengerjakan perintah perintah logika dan aritmatika 3. Mengambil dan mendekodekan intruksi dari memori program Register Prosesor mengandung storage yang kecil dan sangat cepat yang disebut register. Register berfungsi menyimpan dan menahan data dan intruksi untuk sementara. Register merupakan bagian dari prosesor, bukan bagian dari memori atau pun tempat penyimpanan permanen (Irwansyah dan Moniaga, 2014). Salah satu fungsi register adalah untuk menyimpan lokasi dari mana intruksi itu ditarik, menyimpan intruksi pada saat Control unit sedang membaca sandi, menyimpan data pada saat ALU sedang berhitung dan menyimpan hasil tersebut. General purpose register (Brey, 2002) adalah register yang dipakai untuk keperluan-keperluan umum pemrograman. Setiap register ini dapat dialamati sebagai register 32-bit, register 16-bit, dan register 8-bit. Pointer register (Brey, 2002) sebenarnya dapat berfungsi sebagai register serbaguna, akan tetapi register ini lebih sering digunakan untuk menunjukkan alamat sebuah data di lokasi memori. Penunjukan alamat ini biasanya dibutuhkan pada saat operasi perpindahan data dari atau ke memori, operasi stack, dan penunjukan alamat suatu instruksi yang akan dieksekusi. Flag Register berfungsi untuk menunjukkan status sesaat dari mikroprosesor (Brey, 2002). Bit-bit pada flag register akan mengalami perubahan, tergantung proses yang baru saja berlangsung. Bit-bit tersebut adalah sebagai berikut: 1. C (carry): mengindikasikan ada atau tidaknya bawaan (carry) setelah operasi pengurangan. C = 1 berarti ada bawaan, C = 0 berarti tidak ada bawaan. Bit C berfungsi mengidentifikasi kesalahan (error) pada beberapa program dan prosedur (procedure). 2. Z (zero) : mengindikasikan apakah hasil suatu operasi aritmatika atau logika bernilai nol atau bukan. Bila Z = 1 berarti hasilnya nol dan Z = 0 berarti

3 7 hasilnya bukan nol. Bit Z ini hampir sama dengan bit C, yakni berfungsi untuk mengidentifikasi kesalahan dalam suatu program. 3. S (sign) : mengindikasikan apakah hasil suatu operasi aritmatika atau logika positif atau negatif. Bila S = 1 berarti hasil negatif dan S = 0 berarti hasilnya positif. 4. O (overflow) : mengindikasikan apakah hasil operasi penjumlahan atau pengurangan melampaui kapasitas mesin atau tidak. 5. P (paritas): jumlah angka satu dalam bilangan yang menyatakan ganjil atau genap P = 0 berarti paritasnya ganjil, P = 1 berarti paritasnya genap. Paritas dapat digunakan untuk pengecekan kesalahan pengiriman data. 2.2 Set Intruksi Set intruksi adalah pengelompokan berdasarkan fungsi intruksi. Terdapat lima kelompok fungsi pada intruksi MCS-51 (Fadlisyah, 2003),yaitu: 1. Arithmatika 2. Intruksi logika 3. Transfer data 4. Manipulasi dan operasi Boolean 5. Pencabangan Intruksi Arithmatika Perintah aritmetika dalam bahasa assembly memiliki banyak versi sehingga dalam penulisan penulis membatasi hanya mengambil beberapa seperti penambahan, pengurangan, perkalian dan pembagian. Untuk operasi penambahan dapat digunakan menemonic sebagai berikut: ADD destination, source dimana intruksi ini setara dengan destination = destination + source. Untuk operasi pengurangan dapat digunakan menemonic sebagai berikut : SUB destination, source dimana intruksi ini setara dengan destination = destination source.

4 8 Untuk operasi perkalian dapat digunakan mnemonic sebagai berikut: MUL AB mengalikan akumulator dengan data yang ada pada register B dan meletakan hasil 16 bit kedalam register A dan B. Untuk operasi pembagian dapat digunakan mnemonic sebagai berikut : DIV AB membagi isi akumulator dengan data dalam register B dan meletakan hasil bagi 8 bit kedalam akumulator dan sisa 8 bit kedalam register B Intruksi Logika Intruksi logika pada MCS-51 adalah melakukan operasi Boolean yang terdiri dari AND, OR, EXOR dan NOT pada bit demi bit dalam suatu byte data register. Operasi AND, OR dan EXOR adalah operasi bit seperti gambar 2.2 berikut: Gambar 2.2 Tabel operasi Boolean Data Transfer Mov adalah proses move (pindahkan) data dari sumber ke tujuan yang sebenarnya adalah proses mengcopy, artinya data disumber tidak berubah Manipulasi dan Operasi Variable Boolean Operasi bit atau Boolean adalah ciri kusus dari mikroprosesor, dengan operasi bit inilah dengan mikroprosesor dapat dilakukan pengaturan bit, tanpa mempengaruhi bit- bit lain misalnya untuk pengaktifan rele, lampu pendeteksian saklar.

5 Percabangan Percabangan program pada operasi Boolean hanya pencabangan bersyarat, yaitu persyaratan jika carry bernilai 1 atau 0 seperti pada JC(jump if carry set) dan JNC (jump if no carrry) 2.3 Algoritma Algoritma adalah alur pikiran dalam menyelesaikan suatu pekerjaan, yang dituangkan dalam bentuk tertulis yang dapat dimengerti oleh orang lain (Sjukani, 2011). Suatu pekerjaan dapat diselesaikan dalam satu langkah, dua langkah atau banyak langkah dan langkah-langkah tersususn secara logis Paragraf Deskriptif Kata deskripsi berasal dari verba to describe(inggris) yang artinya menguraikan, memberikan, atau melukiskan. Paragraf deskripsi adalah paragraf yang bertujuan memberikan kesan atau impresi kepada pembaca terhadap objek, gagasan, tempat, atau peristiwa yang ingin disampaikan penulis(wiyanto, 2004). Deskripsi yang baik akan membuat pembaca seolah-olah melihat, mendengar, membau, mengecap, merasakan, atau terlibat dalam peristiwa yang diuraikan penulis Flowchart Flowchart adalah suatu bagan yang menggambarkan atau mempresentasikan suatu algoritma atau prosedur untuk menyelesaikan masalah (Sismoro, 2005). Flowchart terbagi menjadi dua yaitu flowchart system dan flowchart program. Flowchart system yaitu bagan yang menggambarkan suatu prosedur dan proses suatu file dalam suatu media menjadi file dalam media yang lain dalam suatu system data dan flowchat program adalah bagan yang menggambarkan urutan logika dari suatu prosedur pemecahan masalah. Flowchart menolong analis dan programmer untuk memecahkan masalah kedalam segmensegmen yang lebih kecil dan menolong dalam menganalisis alternatif-alternatif lain dalam pengoperasian. Adapun simbol-simbol flowchart diantaranya seperti gambar 2.3 :

6 10 Gambar 2.3 Table Flowchart Pseudocode Kode yang mirip dengan kode pemrograman yang sebenarnya. Pseudocode ditulis dengna berbasis pada Bahasa pemrograman tertentu, misalnya pascal, c atau python sehingga lebih tepat digunakan untuk menggambarkan algoritma yang akan dikomunikasikan pada pemrograman (Ema dan Suwanto, 2004). Pseudocode lebih rinci dari pada struktur Bahasa inggris, misalnya dalam menyatakan sintaks, tipe

7 11 data yang digunakan, dan lain-lain.sedangkan algoritma yang disajikan dengan gambardisajikan dengan flowchart 2.4 Bahasa Pemrograman Bahasa pemrograman adalah perintah perintah yang dapat dimengerti oleh komputer untuk melakukan tugas tugas tertentu dengan adanya bahasa pemrograman maka akan tercipta berbagai macam aplikasi yang memiliki fungsi masing masing seperti aplikasi untuk dokumentasi, aplikasi untuk keamanan komputer, aplikasi untuk mendengarkan music dan lain lain. Bahasa pemrograman tingkat rendah adalah bahasa pemrograman yang menggunakan kode kode singkat dan sulit untuk dimengerti sehingga memiliki kecepatan yang handal. Contoh: assembly Bahasa Assembly Pada Mikroprosesor Bahasa assembly adalah bahasa native untuk prosesor. Bahasa assembly memang sulit dimengerti dan merupakan bahasa tingkat rendah, namun memiliki keunggulan dalam hal kecepatan pengeksekusian prosesor lebih cepat dibandingkan jika di coding menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi. Bahasa assembly menggunakan representasi simbolik kode numeric dari mesin, jadi memang sulit dipahami manusia. Tiap instruksi dibahasa assembly langsung berhubungan dengan instruksi mesin prosesor tertentu. Seluruh kode sumber atau source dari bahasa assembly terdiri dari nomor, sehingga manusia kesulitan untuk membacanya. 2.5 Percabangan dan Seleksi Kondisi Alur program seringkali membutuhkan pencabangan baik itu bersyarat ataupun tidak bersyarat. Percabangan bersyarat meliputi proses seleksi atau dari pengujian kondisi dari suatu masukan untuk menentukan alur dari sebuah program. Beberapa yang digunakan dalam melakukan seleksi kondisi, yaitu: if-else dan switch-case Fungsi switch case digunakan untuk menguji persamaan antara nilai dalam variable dengan konstanta tertentu. Konstanta penguji diawalai dengan case dan

8 12 keyword break digunakan untuk mengakhiri dari seleksi kondisi dengan switch. Jika nilai var sama dengan konstanta pertama maka penyataan pertama yang akan dijalankan dan jika var sama dengan konstanta kedua maka pernyataan kedua yang akan dijalan kan dan jika nilai var tidak sama dengan konstanta maka akan memjalankan default kondisi (Alizar, 2003). Algoritmanya sebagai berikut: Gambar 2.4 Algoritma switch case Fungsi if-else digunakan untuk ekspresi logika untuk menghasilkan benar atau salah dan pernyataan dua bersifat bebas (Alizar, 2003). Algoritmanya sebagai berikut: Gambar 2.5 Algoritma if else 2.6 Simulasi Simulasi merupakan suatu teknik meniru operasi-operasi atau proses- proses yang terjadi dalam suatu sistem dengan bantuan perangkat komputer dan dilandasi

9 13 oleh beberapa asumsi tertentu sehingga sistem tersebut bisa dipelajari secara ilmiah (Law dan Kelton, 1991). Dalam simulasi digunakan komputer untuk mempelajari sistem secara numerik, dimana dilakukan pengumpulan data untuk melakukan estimasi statistik untuk mendapatkan karakteristik asli dari sistem. Simulasi merupakan alat yang tepat untuk digunakan terutama jika diharuskan untuk melakukan eksperimen dalam rangka mencari komentar terbaik dari komponenkomponen sistem. Hal ini dikarenakan sangat mahal dan memerlukan waktu yang lama jika eksperimen dicoba secara riil. Dengan melakukan studi simulasi maka dalam waktu singkat dapat ditentukan keputusan yang tepat serta dengan biaya yang tidak terlalu besar karena semuanya cukup dilakukan dengan komputer. Pendekatan simulasi diawali dengan pembangunan model sistem nyata. Model tersebut harus dapat menunjukkan bagaimana berbagai komponen dalam sistem saling berinteraksi sehingga benar-benar menggambarkan perilaku sistem. Setelah model dibuat maka model tersebut ditransformasikan ke dalam program komputer sehingga memungkinkan untuk disimulasikan Pemodelan Sistem dan Simulasi Sistem adalah kumpulan obyek yang saling berinteraksi dan bekerja sama untuk mencapai tujuan logis dalam suatu lingkungan yang kompleks. Obyek yang menjadi komponen dari sistem dapat berupa obyek terkecil dan bisa juga berupa sub-sistem atau sistem yang lebih kecil lagi. Dalam definisi ini disertakan elemen lingkungan karena lingkungan sistem memberikan peran yang sangat penting terhadap perilaku sistem itu. Bagaimana komponen-komponen sistem itu berinteraksi, hal itu adalah dalam rangka mengantisipasi lingkungan. Mengamati sistem bukan hanya mendefinisikan komponen-komponen pendukung sistem, tetapi lebih dari dari itu harus pula mengetahui perilaku dan variabel-variabel yang ada di dalamnya. Paling tidak analisis terhadap sistem harus dapat membuat konsepsi tentang sistem itu. Ada beberapa cara untuk dapat merancang, menganalisis dan mengoperasikan suatu sistem. Salah satunya adalah dengan melakukan pemodelan, membuat model dari sistem tersebut.

10 14 Model adalah alat yang sangat berguna untuk menganalisis maupun merancang sistem. Sebagai alat komunikasi yang sangat efisien, model dapat menunjukkan bagaimana suatu operasi bekerja dan mampu merangsang untuk berpikir bagaimana meningkatkan atau memperbaikinya. Model didefinisikan sebagai suatu deskripsi logis tentang bagaimana sistem bekerja atau komponenkomponen berinteraksi. Dengan membuat model dari suatu sistem maka diharapkan dapat lebih mudah untuk melakukan analisis. Hal ini merupakan prinsip pemodelan, yaitu bahwa pemodelan bertujuan untuk mempermudah analisis dan pengembangannya. Melakukan pemodelan adalah suatu cara untuk mempelajari sistem dan model itu sendiri dan juga bermacam-macam perbedaan perilakunya. Berikut ini adalah gambaran dari aneka cara mempelajari system (law dan Kelton, 1991). Gambar 2.6 Cara mempelajari Sistem Klasifikasi Model Simulasi Pada dasarnya model simulasi dikelompokkan dalam tiga dimensi yaitu (Law dan Kelton, 1991) :

11 15 1 Model Simulasi Statis dengan Model Simulasi Dinamis. Model simulasi statis digunakan untuk mempresentasikan sistem pada saat tertentu atau sistem yang tidak terpengaruh oleh perubahan waktu. Sedangkan model simulasi dinamis digunakan jika sistem yang dikaji dipengaruhi oleh perubahan waktu. 2 Model Simulasi Deterministik dengan Model Simulasi Stokastik. Jika model simulasi yang akan dibentuk tidak mengandung variabel yang bersifat random, maka model simulasi tersebut dikatakan sebagi simulasi deterministik. Pada umumnya sistem yang dimodelkan dalam simulasi mengandung beberapa input yang bersifat random, maka pada sistem seperti ini model simulasi yang dibangun disebut model simulasi stokastik. 3 Model simulasi Kontinu dengan Model Simulasi Diskret. Untuk mengelompokkan suatu model simulasi apakah diskret atau kontinyu, sangat ditentukan oleh sistem yang dikaji. Suatu sistem dikatakan diskret jika variabel sistem yang mencerminkan status sistem berubah pada titik waktu tertentu, sedangkan sistem dikatakan kontinyu jika perubahan variabel sistem berlangsung secara berkelanjutan seiring dengan perubahan waktu.