Dokumen ini membahas tentang representasi informasi dalam komputer, termasuk representasi bilangan, karakter, string, instruksi, dan operasi aritmatika dan logika yang dilakukan oleh Arithmetic Logic Unit (ALU).

1. Arsitektur dan Organisasi Komputer
10S2001
AOK2022

2.  Arithmetic Logic Unit (ALU)
 Representasi informasi dalam bentuk bit
 Biner/Heksadesimal
 Representasi Byte
 Bilangan
 Karakter dan String
 Instruksi
 Manipulasi level bit
 Aljabar Boolean
 Ekspresi dalam bahasa C
AOK2022

3. Diagram interkoneksi ALU dalam komputer
• ALU merupakan bagian komputer yang melakukan operasi
aritmetika dan logia dalam operasi data
• Control unit, Register, memory, I/O melakukan proses arimetika di
ALU. Semua data akan dikirimkan ke ALU untuk diprosesdan
hasilnya yang akan dikirimkan oleh ALU ke semua bagian yang
mengirim data.

4.  Fungsi aritmatika dalam komputer direpresentasikan (format
biner)
 Operasi aritmatika dasar yang digunakan adalah penjumlahan,
pengurangan, perkalian, dan pembagian.
 Integer dan Floating Points merupakan bentuk bilangan dalam
komputer yang digunakan dalam operasi aritmetika dan logika
 Sebagian besar prosesor menerapkan standar IEEE 754 untuk
representasi floating-point dan aritmatika floating-point. IEEE
754 mendefinisikan kedua 32-bit dan format 64-bit.

5.  ALU dan semua komponen elektronik di komputer didasarkan
pada penggunaan perangkat logika digital sederhana yang dapat
menyimpan digit biner dan melakukan operasi logika Boolean
sederhana.
 Data diberikan ke ALU dalam register, dan hasil operasi disimpan
dalam register-register.
 Register-register ini adalah lokasi penyimpanan sementara dalam
prosesor yang dihubungkan oleh jalur sinyal ke ALU.
 ALU juga dapat mengatur flag sebagai hasil dari operasi. Misalnya,
flag overflow di set=1 jika hasil perhitungan yang melebihi
panjang dari register.
 Nilai-nilai flag juga disimpan dalam register dalam unit kontrol
processor.
 Control unit memberikan sinyal yang mengontrol pengoperasian
ALU dan pergerakan data ke dalam dan keluar dari ALU.

6.  Representasi bilangan berbasis 10
 Berasal dari jari manusia, dikenal sebagai ‘digit’
 Representasi yang biasa digunakan dalam transaksi finansial
 Digunakan juga dalam notasi ilmiah
 1.2345 x 104
 Sulit diimplementasikan secara elektronik
 Sulit untuk disimpan
ENIAC (komputer elektronik pertama) menggunakan 10 tabung hampa
untuk mengimplementasikan satu digit
 Sulit untuk dikirimkan
Perlu kepresisian tinggi untuk mengkodekan 10 level sinyal pada satu
kawat
 Sulit untuk mengimplementasikan fungsi logika digital
Penjumlahan, perkalian, dll
AOK2022

7.  Representasi bilangan berbasis 2
 1234510 direpresentasikan 110000001110012
 1.2010 direpresentasikan 1.0011001100110011[0011]…2
 1.2345 X 104 direpresentasikan 1. 10000001110012 X 213
 Implementasi elektronik
 Elemen ‘bistable’ dapatdisimpan dengan mudah
 Andai bila dikirimkan melalui kawat yang tidak akurat dan ber-derau
 Fungsi aritmatika dapat diimplemetasikan secara langsung
AOK2022

8.  1 byte = 8 bit
 Merepresentasikan bilangan :
 Biner dari 000000002 hingga 111111112
 Desimal dari 010 hingga 25510
 Heksadesimal dari 0016 hingga FF16
 Representasi bilangan berbasis 16
 Menggunakan karakter ‘0’ hingga ‘9’ dan ‘A’ hingga ‘F’
 Pada bahasa pemrograman C, FA1D3716
 Ditulis 0xFA1D37 atau 0xfa1d37
AOK2022

9.  Setiap komputer memiliki “ukuran word” tertentu
 Indikator ukuran data integer dan data pointer (alamat)
 Contoh komputer saat ini, 1 word = 32 bit (4 byte)
 Membatasi alokasi alamat hingga 4GB (232 byte)
 Dari alamat 0000.…0000 (0) hingga 1111.…1111 (4,294,967,295)
 Nilai ini menjadi terlalu kecil biladigunakan pada aplikasi scientific dan
database yang perlu menggunakan memori secara intensif
 Sistem high-end menggunakan 64 bit (8 byte)
 Dapat mengalamati ≈ 1.8 X 1019 byte
 Komputer dan compiler mendukung berbagai format data integer
dan floating point memiliki kode dan panjang data berbeda
AOK2022

10.  Alamat merupakan lokasi byte
dalam memori
 Alamat menunjukkan lokasi byte
pertama suatu word
 Alamat word berikutnya
bertambah 4 (32 bit) atau 8 (64
bit)
AOK2022

11.  Ukuran data pada format C (dalam byte)
AOK2022

12.  Bagaimana setiap byte suatu word disusun dalam memori ?
 Aturan :
 Mesin Sun dan Mac adalah mesin “Big Endian”
 Byte LSB (Least Significant Byte) terletak di alamat paling TINGGI
 Mesin Compaq Alpha dan PC adalah “Little Endian”
 Byte LSB (Least Significant Byte) terletak di alamat paling RENDAH
AOK2022

13.  Big Endian: byte LSB terletak di alamat paling tinggi
 Little Endian: byte LSB terletak di alamat paling rendah
 Contoh
 Variabelx memiliki representasi 4 byte : 0x01234567
 dimana MSB = 0x01 dan LSB = 0x67
 Alamat awal yang diberikan oleh &x adalah 0x100
AOK2022

14.  Disassembly
 Mengartikan kode mesin
 Dihasilkan oleh suatu program yang dapat membaca kode mesin
 Contoh potongan program :
 Mengartikan bilangan
 nilai : 0x12ab
 menjadi 4 bytes : 0x000012ab
 dipisah per byte : 00 00 12 ab
 dibalik : ab 12 00 00
AOK2022

15.  EAX,EBX,ECX,EDX
 "general purpose", more or less interchangeable
 EBP
 used to access data on stack
 when this register is used to specify an address, SS is used implicitly
 ESI,EDI
 index registers, relative to DS,ES respectively
 EIP
 program counter (instruction pointer), relative to CS
 ESP
 stack pointer, relative to SS
 EFLAGS - condition codes, a.k.a. flags
AOK2022

16.  Kode untuk menampilkan representasi byte data
 Casting pointer menjadi unsigned char* menghasilkan array byte
AOK2022
casting = mengganti tipe data menggunakan instruksi typedef
printf directives:
%p : print pointer
%x : print
hexadecimal

17. AOK2022

18. AOK2022
int A = 12345;
int B = -12345;
long int C = 12345;

19. AOK2022
Mesin dan compiler berbeda akan memberikan lokasi obyek berbeda
• int B = -12345;
• int *P = &B;
Alpha
P

20.  Float F = 12345.0;
AOK2022
Tidak sama dengan representasi integer, tetapi konsisten di semua mesin
Memperlihatkan relasi dengan integer, walau tidak terlihat jelas

21.  Strings dalam bahasa C
 Direpresentasikan dalam array karakter
 Setiap karakter dikodekan dalam format ASCII
 Kode karakter standar 7-bit
 Karakter “0” memiliki kode 0x30
 Digit i memiliki kode 0x30+i
 String harus diakhiri dengan null
 Karakter akhir = 0
 Kompatibilitas
 Setiap sistem yang menggunakan ASCII untuk menkodekan karakter
akan memberikan hasil yang sama
 Data teks umumnya bersifat platform independen Kecuali jika ada
aturan lain tentang karakter akhir suatu baris
AOK2022
char S[6] = "12345";

22.  Program dikodekan menjadi urutan instruksi
 Masing-masing berupa operasi sederhana
 Operasi aritmatika
 Membaca atau menulis memori
 Percabangan
 Instruksi dikodekan sebagai byte
 Instruksi pada Alpha, Sun, Mac menggunakan 4 byte
 Reduced Instruction Set Computer (RISC)
 PC menggunakan instruksi dengan panjang yang variabel
 Complex Instruction Set Computer (CISC)
 Setiap mesin memiliki jenis instruksi dan pengkodean berbeda
 Umumnya kode tidak binary compatible
 Program juga merupakan urutan byte
AOK2022

23.  Pada contoh ini, Alpha & Sun
menggunakan dua instruksi dengan
panjang 4 byte
 Pada kasus lain memakai jumlah
instruksi berbeda
 PC menggunakan 7 instruksi dengan
panjang 1, 2, dan 3 byte
 Sama dengan NT dan Linux
 NT / Linux tidak ‘fully binary compatible’
AOK2022
Mesin yang berbeda menggunakan instruksi dan
kode berbeda
int sum(int x, int y)
{
return x+y;
}