TUGAS SISTEM KOMPUTER

1. PETA MEMORI DAN REGISTER PADA
MIKROKONTROLER

2. PENGENALAN MEMORI SECARA UMUM
Memori memegang peranan yang cukup penting dalam proses yang terjadi pada computer.
Memori computer dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu memori primer (utama) dan memori
sekunder.
Memori utama berada diluar chip prosesor,tetapi bersifat internal terhadap system computer. Memori
ini digunakan untuk proses eksekusi (operasi) program, hingga dapat diakses secara langsung oleh
prosesor (CPU) tanpa modul perantara.
Memori sekunder (eksternal) mempunyai sifat eksternal terhadap system computer dan tentu saja
berada diluar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. Memori ini
tidak diperlukan didalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung oleh
prosesor (CPU). untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalu pengontrol/modul I/O

3. RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)
RAM (Random Access Memory) adalah bagian memori yang bias digunakan oleh
para pemakai untuk menyimpan program dan data. Kebanyakan dari RAM disebut
sebagai barang yang volatile, dalam artian jika daya listrik dicabut dari comput
er dan computer tersebut mati, maka semua konten yang ada didalam RAM
akan segera hilang secara permanen. Karena sifatnya yg kurang efektif,
maka diciptakan suatu media penyimpanan lain yg sifatnya permanen. Ini adalah
Secondary Storage. Secondary Storage bersifat tahan lama dan nonvolatile, yang
berarti semua data atau program yang tersimpan didalamnya bias tetap ada
walaupun daya atau listrik dimatikan.

4. RAM terdiri dari sekumpulan chip, dan chip chip ini ma
mampu untuk menampung :
a. Data untuk diproses
b. Instruksi atau program untuk memproses data
c. Data yang telah diproses dan menunggu untuk dikirim ke output device,
secondary storage atau juga communication device
d. Instruksi system operasi yang mengontrol fungsi fungsi dasar dari system
komputer
Struktur RAM dibagi menjadi 4 bagian, yaitu :
a. Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat
alat input
b. Program storage, dipakai untuk menyimpan semua instruksi instruksi
program yang akan diproses
c. Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan
hasil dari pengolahan
d. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan
data yang akan ditampilkan ke alat output.

5. a. DRAM (Dynamis Random Access Memory)
merupakan memori semikonduktor yang memerlukan kapasitor sebagai tump
uan untuk menyegarkan data yang ada didalamnya. RAM memiliki kecepatan lebi
h tinggi dari EDORAM. Namun, lebih rendah dibandingkan SRAM. Dalam struktir
nya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor perbit, sehingga me
miliki kepadatan sangat tinggi. DRAM mempunyai frekuensi kerja yang bervariaso
, yaitu antara 4,77 MHz hingga 40MHz.
b. SDRAM (Sychronous Dynamic Random Access Memory)
SDRAM merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disinkronisasi oleh
clock system dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk si
sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.
c. EDORAM (Extended Data Out Random Access Memory)
RAM ini memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentran
sfer data dibandingkan dengan RAM biasa. Slot memori untuk EDORAM adalah
72 pin. Bentuk EDORAM lebih panjang dari RAM yaitu bentuk single inline memo
ri modul (SIMM). Memiliki kecepatan lebih dari 66 MHz.
RAM sendiri memiliki beberapa jenis, diantaranya
sebagai berikut :

6. ROM (READ ONLY MEMORY)
ROM adalah singkatan dari ‘ Read Only Memory ‘ yaitu suatu perangkat keras pada komputer atau
PC yang berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya bisa dibaca saja.
ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM (Random Access Memory), walaupun keduanya mempun
yai kesamaan yaitu dapat diakses secara acak atau random. ROM (Read Only Memory) berbeda den
gan RAM (Random Access Memory).
ROM ini mempunyai sifat permanen, yang artinya program atau data yang disimpan didalam ROM
tidak mudah hilang ataupun berubah-ubah walau aliran listrik di sudah matikan. Menyimpan data di
dalam ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dapat dilakukan dengan
mudah. Biasanya program atau data yang ada diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena itu
sifat ini, biasa dipakai untuk menyimpan firmware (perangkat lunak yang berhubungan sangat erat
dengan perangkat keras).
Cara kerja ROM

7. JENIS JENIS ROM
1. Mask ROM
Mask ROM adalah jenis ROM yang tidak bisa ditulis ulang atau non-flashable sehingga ROM jeni
s ini tidak dapat di upgrade.
2. PROM (Programmable Read Only Memory)
Adalah sebuah chip memori yang dapat di isi data satu kali saja. Jika program dimasukkan dalam
perangkat PROM, maka program tersebut akan tetap didalam PROM selamanya. PROM dijual d
alam kondisi kosong sehingga dapat di isi dengan program oleh pengguna atau user. Setelah di i
si program, isi PROM tidak dapat dihapus
3. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
EPROM adalah jenis ROM yang bisa diprogram ulang dan dihapus. EPROM dibagi menjadi 2 be
rdasarkan pengisiannya.
~ UV EPROM (Ultraviolet EPROM) yang membutuhkan sinar ultraviolet untuk menghapus datany
a.
~ EEPROM (Electrical EPROM) yang menggunakan aliran listrik untuk menghapus atau mempro
gram ulang isinya
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)
Adalah jenis khusus dari PROM (Programmable Read Only Memory) yang bisa dihapus dengan
perintah elektris. Salah satu EEPROM adalah Flash Memory. Flash memory biasanya digunakan
pada kamera digital, konsol video game, chip BIOS.

8. Arsitektur mikrokontroler AVR memiliki dua buah memori utama, yaitu memori program dan memori
data. Memori flash (ruang memori) adalah ruang dimana program disimpan. Instruksi yang terdapat p
ada mikrokontroler AVR ATmega16 berformat 16 atau 32 bit. Sedangkan flash diatur dalam 8Kx16 bit.
Sebagai keamanan program dan memori program, flash dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian prog
ram boot dan aplikasi. Bootloader merupakan program kecil yang bekerja pada saat start up time yan
g dapat memasukkan semua program aplikasi ke dalam memori prosesor.
Memori program pada mikrokontroler AVR
ATmega16
Memori Data EEPROM
Mikrokontroler AVR Atmega16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM 8 bit. Data dapat ditulis dan
dibaca dari memori ini, pada saat catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis pada memori
EEPROM masih tersimpan pada memori ini. Memori EEPROM bersifat nonvolatile yang berarti
program yang tersimpan didalamnya tidak akan hilang walaupun computer dimatikan (tidak mendapat
kan daya listrik)

9. MEMORI DATA RAM
Operasi SRAM dapat menyimpan data selama daya diberikan pada chip. Sel me
mori SRAM pada dasarnya merupakan sejumlah flip-flop yang akan tetap pada s
uatu keadaan yang diberikan secara permanen dan selama catu daya yang diberi
kan tidak terputus. Memori SRAM tersedia dalam tekhnologi bipolar,MOS, dan
BiCMOS. Bipolar memiliki kelebihan dalam hal kecepatan, sedangkan MOS
memiliki kapasitas yang lebih besar dan konsumsi daya yang lebih rendah.
a. Pewaktuan SRAM
Tidak semua RAM memiliki karakteristik pewaktuan yang sama . Akan tetapi,
pada umumnya mirip. Penanaman parameter pewaktuan yg berbeda akan bervar
iasi dari satu ke yang lainnya, tetapi makna dari setiap parameter biasanya muda
h ditentukan dari diagram pewaktuan memori pada lembar data RAM.
b. Memori Data SRAM pada mikrokontroler AVR ATmega16
Memori data mikrokontroler AVR ATmega16 dibagi menjadi 3 bagian, yaitu 3
2 buah register umum,64 buah register I/O menempati 64 alamat berikutnya mula
i daru $20 sampai $5F. Memori I/O merupakan register yang khusus digunakan u
ntuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, misalnya contr
ol register, time counter, fungsi I/O dan lain lain. Selanjutnya SRAM internal mene
mpati 1024 alamat berikutnya mulai dari $60 sampai $45F.

10. STATUS REGISTER (SREG)
Status register merupakan register yang berisi status yang dihasilkan pada setiap
operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagia
n dari inti CPU mikrokontroler.
Keterangan:
1. Bit 7 : 1 (global interrupt enable). Bit untuk mengaktifkan interupsi jika terjadi interupsi yan
g dipicu oleh hardware bit I akan diclear, dan akan diset kembali menggunakan RETI.
2. Bit 6 : T (bit copy storage)
3. Bit 5 : H (half carry flag)
4. Bit 4 : S (sign bit). Bit S adalah pegnghasil hasil operasi EOR antara flag N (negative) dan
flag V (komplemen dua overlow)
5. Bit 3 : V (Two complement overflow flag). Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika
6. Bit 2 : N (Negative flag). Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negative maka flag
N akan diset.
7. Bit 1 : Z (zero flag). Bit akan diset apabila hasil operasi yang diperoleh adalah nol.
8. Bit 0 : C (carry flag). Bit akan diset hasil operasi menghasilkan carry.

11. ARSITEKTUR KOMPUTER

12. ORGANISASI DAN
ARSITEKTUR KOMPUTER
Organisasi Komputer
Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan interkoneksi a
ntar komponen penyusun sistem komputer dalam mewujudkan aspek arsitekturalnya. Dalam mempel
ajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan berhubungan antara komponen-k
omponen sistem komputer, contohnya ialah sinyal kendali, antarmuka (interface), juga memory.
Arsitektur Komputer
Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengope
rasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana blue print dan de
skripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang dirancang terkait dengan kecepatan pr
oses dan sistem interkoneksinya. Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagi
an akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pen
gaksesan data dan alamat dari dan ke memory cache, RAM, ROM, hard disk, dan lain sebagainya.

13. PERBEDAAN ORGANISASI DAN
ARSITEKTUR KOMPUTER
Secara garis besar perbedaan antara organisasi dengan arsitektur komputer diliat
dari sudut pandang pengguna.
• Organisasi komputer, mencakup bagian yang terkait dengan erat dengan unit
–unit operasional, semisal hardware, perangkat interface (antarmuka), memor
y, dan juga berbagai sinyal kendali
• Arsitektur komputer, mencakup atribut sistem komputer yang terkait dengan s
eorang programmer atau penggunanya, semisal kumpulan instruksi, aritmatik
a yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

14. ALU (ARITHMATIC LOGIC UNIT)
Arithmatic Logical Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam siste
m di dalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritm
atika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan peng
urangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU beke
rja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan
ke dalam memori.
Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instr
uksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasany
a menggunakan sistem bilangan biner two’s complement. ALU mendapat data da
ri register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam re
gister tersendiri yaitu ALU output register, sebelum disimpan dalam memori.

15. KONTROL UNIT
Control Unit - CU (Unit kendali ) adalah salah satu bagian dari Central Processing Unit (CPU) 4 yang
bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (
Arithmetic Logical Unit) 16 di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas bagian l
ainnya dari perangkat CPU. Konsep ini dinamakan Arsitektur Komputer Von Neumann yang diciptaka
n oleh John Von Neumann 1 (1903 - 1957).
Masukan-masukan unit control :
Clock / pewaktu
Pewaktu adalah cara CU dalam menjaga waktunya. CU menyebabkan sebuah operasi mikro (atau se
jumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu. Pulsa ini dikenal sebagai wa
ktu siklus prosesor.
Register instruksi
Opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan sela
ma siklus eksekusi.
Flag
Flag ini diperlukan oleh control unit untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU sebelum
nya.
Sinyal control untuk mengontrol bus

16. UNIT MEMORI
Unit memori dibagi ke dalam memori penyimpan utama (memori primer) dan memori penyimpan ke d
ua (memori sekunder). Memori primer berguna untuk mengakses data secara langsung oleh prosesor
Memori ini dibagi menjadi dua, yaitu RAM dan ROM RAM adalah memori yang bertugas menyimpan
data sementara waktu agar dapat segera diakses oleh prosesor. Data akan terhapus jika pasokan day
a ke tempat penyimpanan dimatikan. RAM mampu membantu proses kinerja processor untuk mengol
ah data. Semakin besar ukuran RAM tentu akan semakin baik dalam prosesnya. Sedangkan ROM se
bagai bentuk penyimpanan permanen. ROM akan selalu aktif meskipun tidak ada daya. Data vang ter
dapat dalam ROM tidak dapat diubah. ROM juga disebut sebagai nonvolatile chip yang berarti data p
ada ROM ini tidak mudah menghilang dan tertanam pada chip-nya.
Memori sekunder digunakan sebagai perangkat penyimpanan skala besar untuk penyimpanan data d
an program secara permanen. Data maupun program yang tersimpan di memori sekunder ini akan tet
ap ada dan tidak akan hilang meskipun komputer mati (tidak ada daya ). Data ini bisa disalin ke berba
gai macam perangkat sekunder lainnya dan akan tetap sama apabila komputer lain. Contoh memori s
ekunder adalah compact disc (CD), floppy disc, DVD, dan lain-lain.

17. UNIT INPUT/OUTPUT I/O
Unit Iput (masukan) adalah perangkat masukan unit komputer yang bekerja memberikan perintah lan
gsung atau data ke peralatan proses pada komputer untuk diproses kemudian dikeluarkan berupa inf
ormasi kepada pengguna. Unit input merupakan peranan penting karena berhubungan langsung deng
an pengguna. Contoh unit input antara lain keyboard, mouse, joystik, dan scanner.
Unit output (keluaran)adalah perangkat komputer yang digunakan untuk menampilkan atau menyamp
aikan formasi kepada pengguna. Informasi yang ditampilkan adalah hasil dari pemrosesan yang telah
dihasilkan oleh komputer. Contoh dari unit output adalah monitor, printer, plotter, speaker, dan proyekt
or.
Unit input/output merupakan komponen yang menghubungkan mikroprosesor dengan perangkat luar.
Unit I/O dapat menerima/memberi data dari atau ke mikroprosesor.

18. BUS
Bus merupakan sebuah subsistem yang mentransfer data atau listrik antarkompo
nen komputer di dalam sebuah komputer atau antarkomputer. Sebuah bus dapat
menghubungkan beberapa perangkat dalam satu kabel yang sama. Sebuah bus
biasanya terdiri dari satu atau lebih saluran. Contohnya, bus data yang terdiri atas
4 saluran. Hal ini dapat diartikan bahwa bus data tersebut dapat mengirimkan dat
a sebesar 4 byte. Secara umum fungsi saluran bus dikategorikan menjadi tiga ba
gian.
a. Address Bus
Address Bus merupakan komponen pada bus yang digunakan untuk menspesifik
asi sumber dan tujuan data pada bus data. Address bus digunakan untuk mengiri
m alamat word pada memori yang akan diakses CPU. Address bus digunakan unt
uk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul
b. Data Bus
Data bus merupakan jalur perpindahan data antarmodúl. Umumnya ,jalur ini dise
but bus data dan memiliki jumlah saluran panjang terkait dengan panjang word, m
isalnya 8,16,32. saluran ini bertujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu.
jumlah saluran dalam bus data disebut kelar bus, dengan satuan bit, misalnya le
bar bus 16 byte.
c. Control Bus Control bus mempunyai fungsi untuk mengontrol bus data, bus ala
mat, dan seluruh modul yang ada. Karena address bus dan data bus mempunyai
fungsi yang cukup enting dan digunakan oleh semua komponen maka diperlukan
adanya suatu sistem yang mengontrol kerja dari address bus dan data bus yaitu c
ontrol bus ini sendiri.

19. ARSITEKTUR VAN NEUMAN
Mesin Von Neumann adalah arsitektur yang diciptakan oleh seorang ahli matemat
ika kelahiran Budapest Hongaria yaitu Dr. John Von Neumann pada tahun 1903-1
957. Selain ahli matematika dia juga anggota institute of Advance Study di Priceto
n New Jerset yang bekerja sama dengan H.H Goldstine dan A.W Binks.
Mereka mengajukan suatu makalah yang menyarankan bahwa dalam pembuatan
komputer sebaiknya menggunakan bilangan biner. Inilah awal teciptanya komput
er digital dengan konsep bilangan biner yang akhirnya membuat Neumann diberik
an julukan promoter of the stored program (software) concept”.
Arsitektur Von Neumann menggambarkan bahwa komputer memilki lima bagian u
tama yang terdiri dari Unit Aritmatika dan Logika atau ALU, unit kontrol, memori
, alat input dan output yang dihubungkan oleh berkas kawat ‘bus’. Saat ini penge
rtian arsitektur komputer sangat beragam seiring dengan berkembangnya zaman.

20. Rincian tugas dari lima bagian utama komputer tersebut adalah :
1. Aritmatic Logic Unit (ALU) bagian yang berfungsi sebagai pemroses atau yan
g memberikan arahan.
2. Unit kontrol bagian yang mengendalikan atau mengontrol kerja antara kompo
nen arsitektur komputer
3. Memori bagian tempat penyimpanan sementara dari proses komputer
4. Alat input bagian yang membaca data yang diberikan
5. Alat output bagian yang mengeluarkan hasil dari sebuah inputan dan proses.

21. Kekurangan dari mesin Von Neumann diantara nya adalah :
1. bustunggalnya itu sendiri. Sehingga instruksi untuk mengakses program dan data
harus dijalankan secara sekuensial dan tidak bisa dilakukan overlaping untuk menj
alankan dua isntruksi yang berurutan.
2. Bandwitdh program harus sama dengan bandwitdh Maksudnya adalah jika memori
data 8 bits maka program juga harus 8 bit. Memori program yang terbatas hanya 8
bits maka untuk intruksi yang panjang harus dilakukan dengan 2 aatu 3 bytes.
3. Hasil eksekusi intruksi menjadi relatif lebih lama karena secara umum prosesor Vo
n Neumann membutuhkan jumlah clockCPI (Clock per Instruction) yang relatif lebi
h banyak.
Kelebihan dari mesin Von Neumann adalah :
1. Prosesor tidak perlu membedakan program dan data dengan arsitektur Von Neum
ann. Karena tipe prosesor ini tidak memerlukan control bus tambahan berupa pin I/
O khusus untuk membedakan program dan data. Prosesor yang ber-arsitektur Von
Neumann tidak terlalu sulit menambahkan peripheral eksternal seperti A/D convert
er, LCD, EEPROM dan device I/O lainnya
2. Prosesor seperti ini sering disebut dengan nama mikrokontroler (microcontroller) k
arena device ekternal biasanya sudah ada di dalam satu chips.
3. Fleksibilitas dalam pengalamatan program dan data.
Intruksi yang terdapat pada program ini singkat dan hanya perlu satu baris saja karena
program ini adalah intruksi untuk mengisi accumalator A dengan data yag ada di ROM