Pert.2 instruksi mesin dan program

603 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
603
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
16
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Pert.2 instruksi mesin dan program

  1. 1. 2.1 BILANGAN, OPERASI ARITMATIKA, DAN KARAKTER Komputer dibangun dengan menggunakan sirkuitlogika yang beroprasi pada informasi yangdipresentasikan dengan dua nilai sinyal listrik yaitu 0 dan1; dan kita mendefinisikan jumlah informasi yangdirepresentasikan oleh sinyal sebagai bit informasi, bitadalah singkatan dari binary digit. Cara menyatakanbilangan yang paling alami untuk menyatakan bilangandalam system computer adalah dengan string bit ataubilangan biner. Group 4 PTIK 09 1
  2. 2. Misalkan suatu n-bit vector B=bn-1…b1b0Dimana bi = 0 atau 1 untuk 0 ≤ I ≤ n-1. Vector ini dapat menyatakan nilai integer tidak bertanda V pada rentang 0 hingga 2n-1, dimana V(B)=bn-1X2n-1+…+b1+X21+b0X20 Kita sangat membutuhkan representasi bilangan positif dan negative. Ada tiga system digunakan untuk mempresentasikan bilangan tersebut:Sign-and-magnitude1’s-complement2’s-complement Pada ketiga system tersebut , bit paling kiri adalah 0 untuk bilangan positif dan 1 untuk bilangan negative. Group 4 PTIK 09 2
  3. 3. Misalkan penambahan dua bilangan 1-bit.Hasilnya ditunjukkan pada Gambar 2.2perhatikan bahwa jumlah 1 dan 1 memerlukan2-bit vector 10 untuk menyatakan nilai 2. Kitanyatakan bahwa sum adalah 0 dan carry-outadalah 1. Group 4 PTIK 09 3
  4. 4. Kita memperkenalkan tiga system untukmenyatakan bilangan positif dan negative, ataucukup disebut bilangan bertanda.sistem tersebutberbeda hanya dalam hal menyatakan nilainegative. Sistem sign-and-magnitude adalahrepresentasi yang paling sederhana, tetapi jugapaling buruk untuk operasi penambahan danpengurangan. Metode 1’s-complement agak lebihbaik. System 2’s-complement adalah metodeyang paling efisien untuk melakukan opesaripenambahan dan pengurangan. Group 4 PTIK 09 4
  5. 5. Pada saat hasil operasi aritmatika di luar rentang yangrepresentable tersebut, maka terjadi overlow aritmatika.Overlow dapat terjadi jika kedua summand memiliki tanda yangsama. Tentu saja penambahan bilangan dengan tanda yangberbeda tidak dapat menyebabkan overlow, jadi kesimpulannya:- Overlow hanya dapat terjadi pada saat penambahan dua bilangan yang memiliki tanda sama.- Carry-ourt dari posisi sign-bit bukan merupakan indicator yang cukup terhadap overlow pada saat penambahan bilangan bertanda. Cara sederhana untuk mendeteksi overlow adalah denganmemperhatikan dua summand X dan Y dan tanda padajawabannya. Group 4 PTIK 09 5
  6. 6. Karakter dapat berupa alphabet, digitdecimal, tanda baca, dan lain sebagainya.Karakter tersebut direpresentasikan dengan kodeyang biasanya memiliki panjang delapan bit.Salah satu kode semacam itu yang paling banyakdigunakann adalah kode American StandardsCommittee on Information Interchange (ASCII)yang dideskripsikan pada Apendiks E. Group 4 PTIK 09 6
  7. 7. Operan bilangan dan karakter, seperti halnya instruksi, disimpan dalam memori computer.Memori terdiri dari jutaan selpenyimpanan, dimana tiap sel tersebutmenyimpan suatu bit informasi yang berupa nilai0 dan 1. Mengakses memori untuk menyimpan ataumengambil suatu item informasi, baik berupaword atau byte, memerlukan nama yang berbedaatau alamat untuk tiap lokasi item. Group 4 PTIK 09 7
  8. 8. Sekarang kita memiliki tiga kuantitas informasidasar yang perlu diperhatikan: bit, byte, dan word.Byte selalu 8 bit, tetapi word length biasanya beradapada rentang 16 hingga 64 bit. Penetapan yangpaling praktis adalah dengan alamat yang berurutanmengacu pada lokasi byte yang berurutan dalammemori. Ini merupakan penetapan yang digunakanpada sebagian besar computer modern. Lokasi bytememiliki alamat 0,1,2,… sehingga, jika word lengthsuatu mesin adalah 32 bit, maka word yangberurutan berada pada alamat 0,4,8,…., dengan tiapword terdiri dari empat byte. Group 4 PTIK 09 8
  9. 9. Nama big-endian dipakai jika alamat byterendah digunakan untuk more significant byte (bytepaling kiri) dari word tersebut. Nama little-endiandigunakan untuk pengaturan sebaliknya, yaitu alamtbyte rendah dipakai untuk less significant byte (bytepaling kanan) dari word tersebut. Kata “moresignificant” dan less significant” digunakan dalamkaitannya dengan weigth (pangkat 2) yang ditetapkanpada bit saat word tersebut menyatakan suatubilangan. Penetapan big-endian dan little-endiandigunakan dalam mesin komersial. Selain menetukanurutan alamat byte dalam word, juga perlumenentukan label bit atau word. Group 4 PTIK 09 9
  10. 10. Dalam 32-bit word length, batasan wordalami terjadi pada alamat 0,4,8,…, sebagaimanaditunjukkan pada gamabar 2.7. kita katakan bahwaalokasi word tersebut memiliki alamat alignedaddress. Secara umum, word disebut aligneddalam memori jika word tersebut mulai padaalamat byte yang merupakan kelipatan jumlah bytedidalam word. Group 4 PTIK 09 10
  11. 11.  Sebuah bilangan biasanya memiliki satu word.Bilangan tersebut dapat diakses dalam memoridengan menetapkan alamat word-nya. Seperti halnyakarakter individuu dapat diakses melalui alamat byte-nya. Pada banyak aplikasi, diperlukan penangananstring karakter variable length. Awal stringdiindikasikan dengan menyatakan byte yang berisikarakter pertama pada alamat tersebut. Group 4 PTIK 09 11
  12. 12. Intruksi program dan operand data disimpandalammemori. Untuk mengeksekusi suatuintruksi, sirkuit control prosesor harus mengisikanintruksi tersebut dalam word untuk ditransfer darimemori ke prosessor. Operand dan hasil jugadipindahkan antara memori dan prosesor.Sehingga diperlukan dua operasi dasar yangmelibatkan memori tersebut,yang disebut Load(atau Read atau Fetch) dan Store (atau Write). Group 4 PTIK 09 12
  13. 13.  Computer harus memiliki intruksi yangmampu melakukan empat operasi :1.Transfer data antara memori dan register prosessor.2.Operasi aritmatika dan logika pada data.3. Sequencing program dan control4. Transfer I/O Group 4 PTIK 09 13
  14. 14. Kita perlu mendeskripsikan informasi dari satulokasi dalamkomputer ke lokasi yang lain. Lokasi yangmungkin terlibat adalah lokasi memori, registerprosessor atau register dalamsubsistem I/O. Seringkalikita menyatakan suatu lokasi dengan nama simbolikyang merupakan singkatan dari alamat binerhardware-nya. Group 4 PTIK 09 14
  15. 15.  Kita memerlukan tipe notasi lain untukmenyatakan intruksi mesin dan program. Untuk halini, kita menggunakan format bahasa assembly.Misal, suatu intruksi yang menghasilkan transfer yangdideskripsikan di atas, dari lokasi memoriLOC keregister processor R1, ditetapkan dengan pernyataan Move LOC, R1 Isi LOC tidak berubah karena eksekusiintruksi ini, tetapi isi lama register di-overwrite. Group 4 PTIK 09 15
  16. 16. Operasi penambahan dua bilangan adalahkemampuan mendasar pada tiap computer.Pernyataan:C=A+B Dalam program bahasa tingkat-tinggi adalahperintah ke computer untuk menambahkan nilaisekarang dari dua variable yang disebut A danB, dan untuk menetapkan jumlahnya ke variableketiga, C. Group 4 PTIK 09 16
  17. 17. Kita mengasumsikan bahwa word length adalah32bit dan memori tersebut byte address- able. Tigainstruksi program berada pada lokasi word yangberurutan, mulai dari lokasi i. Karena tiap intruksimemiliki panjang 4 byte,maka instruksi kedua dan ketigamulai pada alamat i+4 dan i+8. Untukpenyederhanaan, kita juga mengasumsikan alamatmemori penuh dapat langsung ditentukan dalam instruksiword tunggal, sekalipun biasanya tidak mungkin bagiukuran ruang alamat dan word length pada prosesoi saatini. Group 4 PTIK 09 17
  18. 18. Alamat lokasi memori yang berisi n bilangansecara simbolik dinyatakan sebagaiNUM1, NUM2, NUMn, dan instruksi Add terpisahdigunakan untuk menambahkan tiap bilangan ke isiregister R0. Setelah semua bilangan telahditambahkan, hasilnya diletakkan pada lokasi memoriSUM. Group 4 PTIK 09 18
  19. 19. Prosesor mencatat informasi hasil berbagaioperasi untuk digunakan oleh instruksi conditionalbranch berikutnya. Hal ini dicapai dengan mencatatinformasi yang diperlukan dalam bit individu, yangsering di sebut condition code flag. Flag tesebutdikelompokkan bersama dalam register prosessorkhusus yang disebut condition code register ataustatus register. Group 4 PTIK 09 19
  20. 20. Tujuan blok instruksi pada LOOP adalah untukmenambahkan bilangan yang berbeda dari list padatiap lewatan melalui loop. Karenanya, instruksi Adddalam blok tersebut harus mengacu ke alamat yangberbeda pada tiap lewatan. Bagaimana alamattersebut ditetapkan? Alamat operand memori tidakdapat diberikan secara langsung ke instruksi Addtunggal pada loop tersebut. Sebaliknya, alamattersebut perlu dimodifikasi pada tiap lewatanmemalalui loop. Group 4 PTIK 09 20
  21. 21. Pada saat mentranslasi program bahasa tingkattinggi menjadi bahasa assembly, compiler, harusmampu mengimplementasi konstruksi inimenggunakan fasilitas yang disediakan dalam setinstruksi komputer di mana program akan dijalankan.Cara yang berbeda dalam menentukan lokasi suatuoperand ditetapkan dalam suatu instruksi yang disebutsebagai mode pengalamatan. Group 4 PTIK 09 21
  22. 22. Variabel dan konstanta adalah tipe data yangpaling sederhana dan terdapat dalam hamper setiapprogram computer.Dalam bahasa assembly,suatuvariable dinyatakan dengan mengalokasikan suaturegister atau lokasi memori untuk menyimpannilainya.sehingga nilai tersebut dapat diubahseperlunya menggunakan intruksi yang sesuai. Group 4 PTIK 09 22
  23. 23. Inderection dan penggunaan pointer adalahkonsep yang penting dan sangat berguna dalampemprograman.Misalkan suatu analog pemburuanharta:Dalam intruksi untuk pemburuan anda mungkindiperintahkan untuk pergi kesuatu alamat. Bukannyamenemukan harta disana,anda menemukan catatanyang memberi andaalamat lain dimana anda akanmenemukan harta tersebut.dengan mengubah catatantersebut,lokasi harta dapat diubah,tetapi intruksiperburuan tetap sama. Group 4 PTIK 09 23
  24. 24.  Mode pengalamatan selanjutnya yang akan kitabahas menyediakan berbagai fleksibilitas yangberbeda untuk mengakses operand.Mode ini sangatberguna dalam menangani list dan array. Mode indeks – effective address operanddihasilkan dengan menambahkan nilai konstanta keisiregister. Group 4 PTIK 09 24
  25. 25. Mode Relative – effective addres ditentukanoleh mode index menggunakan program counteryang menggunakan program counter yangmenggantikan register general-purpose Ri. Mode ini dapat digunakan untuk mengaksesoperand data.Tetapi,penggunaanya yang palingumum adalah untuk menetapkan alamat target dalaminstruksi branch.Intruksi semacam.Branch>0 L00P Menyebabkan eksekusi program menuju lokasitarget branch yang identifikasi dengan nama LOOPjika branch condition terpenuhi. Group 4 PTIK 09 25
  26. 26. Sejauh ini kita telah membahas lima modepengalamatan dasar – Immediate,Register,Absolute(Direct),Inderect,dan index-yang terdapat padasebagian besar computer.kita telah mendapatkansejumlah versi umum mode index,yang tidak semuadapat ditemukan pada tiap computer.sekalipun modeini mencukupi untuk komputasi umum,banyakcomputer menyediakan mode tambahan untukmembantu tugas pemprograman tertentu.Dua modeyang akan didekkripsikan berikutnya berguna untukmengakses item data pada lokasi yang berurutandalam memori. Group 4 PTIK 09 26

×