IKI20210 Pengantar Organisasi Komputer Kuliah no. 1b: Basic Operations

Transkripsi

1 IKI20210 Pengantar Organisasi Komputer Kuliah no. 1b: Basic Operations 6 September 2002 Bobby Nazief (nazief@cs.ui.ac.id) Johny Moningka (moningka@cs.ui.ac.id) bahan kuliah: 1 Agenda Review: Struktur Komputer Operasi dasar komputer hanya pada numbers => binary Komputer Dijital: Representasi data sesuatu (apa-pun) Bits: data, instruksi dll. Konsep Kunci: Memori, Instruksi Mesin Konsep Kunci: Stored Program Concept To Remember 2 Fasilkom UI IKI

2 Review: 5 Komponen Komputer Computer Processor (active) Control ( brain ) Datapath ( brawn ) Memory (passive) (where programs, data live when running) Devices Input Output Keyboard, Mouse Disk (where programs, data live when not running) Display, Printer 3 Review: Levels of Representation High Level Language Program (e.g., C) Compiler IKI20210 c = a + b; Assembly Language Program (e.g.,mips) Assembler Machine Language Program (MIPS) Load Load Add Store LocA, R1 LocB, R0 R1, R0 R0, LocC Control Signal Specification Machine Interpretation 4 Fasilkom UI IKI

3 Digital Computer Komputer Dijital: Hanya mengenal dua status (mis. ada / tidak ada tegangan) Sangat sederhana hanya dapat bernilai: 1 atau 0 => biner Operasi hanya dapat dilakukan pada bits ; yang dapat bernilai 1 atau 0. Contoh operasi mengubah (flip, switch) nilai bit, menjadikan bit tertentu 0; test bit jika 0 atau bukan switch bit ini menjadi Test bit ini jika 0, switch bit pertama Computer & things so, apakah komputer (yang hanya mengenal bits dengan nilai: 0 dan 1) demikian powerful? Apakah komputer dapat merepresentasikan sesuatu, apa saja? simulasi mobil..hello buzz 6 Fasilkom UI IKI

4 Bits is numbers Apakah dengan bits, komputer dapat mewakili: Bilangan (numerik)? Alfabet? Kata? Alamat? Gambar? Contoh: Bilangan Manusia lebih mudah menggunakan representasi / notasi desimal. Misalkan: 1, 25, 125, Disebut basis 10, dengan simbol: Digits: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9..tapi komputer hanya mengenal 2 simbol (0 dan 1) Bagaimana melakukan representasi bilangan yang dikenal manusia? 7 Example: Numbers! Bilangan Basis B => B simbol per digit: Basis 10 (Decimal): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Basis 2 (Binary): 0, 1 Komputer menyimpan dan beroperasi dalam binary => Basis 2 Dapat melakukan konversi (representasi) bilangan dari basis 10 ke basis 2 (dan sebaliknya). Decimal: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 90 = 9x x10 0 Binary: 0, = 1x x x x x x2 + 0x2 0 = = 90 8 Fasilkom UI IKI

5 Bits: Represent anything!!! Bits dapat mewakili apapun! Karakter? Latin: - 26 huruf => 5 bits - Huruf besar/kecil + tanda lain => 7 bits, berapa simbol huruf? - Karakter, bahasa lain => 16 (unicode) Logical values? - 0 -> False, 1 => True Warna? Berapa banyak warna => berapa bits? Alamat? (berapa karakter alfabet..).. Tapi N bits => hanya 2 N sesuatu 9 So, what else is useful? Apa yang dapat dilakukan (manipulasi) dengan bilangan?.. Ya, yang umumnya kita lakukan operasi (instruksi) dengan bilangan! - Tambahkan, Kurangkan, Kalikan, Bagikan, Bandingkan! Contoh: = 17 Apakah instruksi +, dapat diwakili oleh bits? => 10 => 7 => Fasilkom UI IKI

6 Instructions: bits Instruksi (Operasi). Apakah dapat diwakili oleh bit? Contoh: - 0 => tepuk tangan - 1 => snap jari jempol dan telunjuk - Eksekusi Instruksi: Jadi instruksi operasi bilangan (sebagai contoh!) Misalkan 3 bits (berapa banyak instruksi?): => tambahkan 001 => kurangkan => kalikan 011 => bagikan => bandingkan dst. Jadi bits (data) dapat diartikan sebagai instruksi! 11 data Numbers are stored at addresses Logical view: memory Alamat = 2 k - 1 Memory adalah tempat menyimpan bits data Suatu word adalah sejumlah data bits tetap, (mis. 16, atau 32 bits) pada satu lokasi di memori Alamat menunjuk ke lokasi word disimpan. Alamat dapat diwakili oleh bits mewakili lokasi Alamat sebagai bilangan (increment) 12 Fasilkom UI IKI

7 What can be stored Apa yang dapat disimpan? Bilangan (numbers) Karakter Alamat data (numbers juga) Representasi sesuatu di dunia luar = 2 k - 1 anything Big Idea: Komputer dapat menyimpan apapun. 13 Machine Instructions Bagaimana memberikan instruksi ke mesin komputer? Beberapa bits untuk jenis instruksi/operasi Beberapa bits untuk alamat sumber dari operand Beberapa bits untuk alamat hasil operand Bits N-1 operation result addr op1 addr op2 addr 0 d = x + y -----> Add d x y jenis instruksi alamat operand / variabel Dimana bits instruksi harus disimpan? 14 Fasilkom UI IKI

8 The Stored Program Computer data instruksi Memory menyimpan instruksi dan data sebagai bits. Instruksi diambil oleh prosesor dari memori, diartikan, dan, Operands (data) diambil, diolah, dan disimpan ke memori. Contoh Instruksi 4-digit Operasi: 0 => add, 1 => sub Alamat hasil Alamat op1 Alamat op2 Apa yang berada di lokasi 9 setelah eksekusi instruksi 0, 1, 2? instruksi 0: =add (jenis instruksi), 7=addr. result, 4=addr op1, 5=addr op2 15 Stored Program (Summary) Konsep Kunci: Data dapat diartikan sebagai instruksi! Data di komputer mampu merepresentasikan sesuatu (thing, anything)! Tergantung intrepetasi dan operasi yang diinginkan. BIG IDEA: STORED PROGRAM => program dapat disimpan sebagai data dan dijalankan oleh komputer. Merupakan konsep awal komputer => Von Neumann Architecture (1955). 16 Fasilkom UI IKI

9 So what s it all mean? Kita dapat menulis sebuah program yang dapat menerjemahkan untaian karakter ke instruksi komputer (bits). Program tersebut disebut: compiler atau assembler. Kita dapat me-load hasil pola bits ke memori dan dijalankan oleh prosesor. Mampu mengolah/manipulasi bilangan, karakter, pixels (Aplikasi, Software) Mampu melakukan penerjemahan perintah ke instruksi komputer (Compiler) Dapat mengontrol komputer => load dan jalankan program (Operating Systems) 17 Bicycle Computer (Embedded) Heart Rate Speed Altitude P. Brain wireless heart monitor strap record 5 measures: speed, time, current distance, elevation and heart rate Every 10 to 60 sec. 8KB data => 33 hours Stores information so can be uploaded through a serial port into PC to be analyzed Dramatic change!!! 18 Fasilkom UI IKI

10 To Remember Komputer manipulasi representasi dari sesuatu! Apa yang dapat anda wakili dengan N bits? 2 N sesuatu! Apa saja? ya, apa saja.. anything! Bilangan! Karakter! Pixels! Dollars! Posisi! Instruksi DLL. Tergantung intrepetasi dan operasi apa saja yang anda inginkan terhadap sesuatu (bits) tersebut. 19 To remember Kita dapat mengubah sesuatu dan diwakili oleh data bits ke dalam komputer: Bilangan, Karakter,... (data) Alamat (where to find it) Instruksi (what to do) Operasi komputer direpresentasikan sesuai dengan operasi sebenarnya (real thing). (Representasi dari 2) ditambah (Representasi dari 3) = (Representasi dari 5) Konsep Kunci: Intrepetasi Data: Program yang menentukan data Stored program concept: Instruksi dapat disimpan sebagai data. 20 Fasilkom UI IKI