CPU DAN SISTEM INPUT OUTPUT

CPU(Central Processing Unit)

Disinilah jantung atau nyawa dari sebuah komputer. Disinilah tempat dimana semua proses yang dilakukan oleh sebuah komputer berlangsung.

Berikut adalah organ-organ utama dalam CPU :

Processor : Inti utama dari sebuah komputer untuk dapat berjalan atau menjalankan program. Banyak sekali macam-macam CPU, mulai dari yang hemat daya, sampai yang mengutamakan performance.

Motherboard : Kalau di ibaratkan motherboard adalah rumah dari perangkat-perangkat computer, dimana semua yang berhubungan untuk dapat masuk kedalam system harus melalui motherboard ini.

Video Graphics Adapter(VGA) : Perangkat satu ini juga tak kalah penting, dengan adanya VGA, computer memiliki perantara untuk menterjemahkan keluaran dari processor untuk ditampilkan  ke monior. VGA berperan sangat penting untuk computer yang digunakan untuk desain grafis dan gaming.

Power Supply Unit (PSU) : Komponen satu ini bertugas untuk mensuplai tenaga untuk semua komponen yang ada dalam  computer. Serta untuk menstabilkan voltase secara otomatis agar komponen-komponen yang lain tidak cepat rusak karena naik-turunnya voltase(badai listrik).

Harddisk : Salah satu jenis memori penyimpanan dalam computer, hanya saja harddidk bersifat sekunder. Data disimpan dalam harddisk sebelum di eksekusi oleh computer.

Memory : Memory eksekusi, mungkin itu kata yang paling tepat. Karena dalam memory inilah setiap program yang dijalankan oleh computer beraksi. Semakin besar kapasitas memory semakin leluasa sebuah computer untuk mengeksekusi program.

Sistem input dan output

Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori komputer untuk selanjutnya diproses lebih lanjut oleh prosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam komputer, atau bisa juga disebut sebagai unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor.

Peralatan Input

Alat Input
Yaitu sejumlah komponen atau alat yang digunakan user untuk memasukkan data ke dalam komputer untuk diproses lebih lanjut agar menghasilkan informasi yang dibutuhkan. Alat input dibagi ke dalam dua golongan yaitu alat input langsung dan tidak langsung.

Alat input langsung, memungkinkan input diproses secara langsung oleh CPU melalui alat input tanpa terlebih dahulu dimasukkan ke dalam media penyimpanan ekternal. Alat input langsung terdiri dari beberapa golongan yaitu: keyboard, pointing device, scanner, voice recognizer.

Alat input tidak langsung, dimana data yang dimasukkan tidak langsung diproses oleh CPU, tetapi direkam terlebih dahulu ke suatu media mechine readable form (bentuk yang hanya dapat dibaca oleh komputer dan merupakan penyimpanan ekternal). Alat input tidak langsung terdiri dari: key-to-card, key-to-tape, key-to-disk.

Keyboard
Penciptaan keyboard komputer diilhami oleh penciptaan mesin ketik yang dasar rancangannya di buat dan di patenkan oleh Christopere Lathan pada tahun 1868 dan banyak dipasarkan pada tahun 1877 oleh Perusahaan Remington. Keyboard computer pertama disesuaikan dari kartu pelunbang(punch card) dan teknologi p[engiriman tulisan jarak jauh(teletype). Macam keyboard sangatlah banyak, mulai dari bentuk, teknologi bahkan susunan abjad pada keyboard itu sendiri, namun seiring bergulirnya waktu hanya tinggal 1 susunan keyboard yang dipakai diseluruh dunia saat ini, QWERTY. Terkecuali negara-negara dengan bahasa yang memiliki abjad tersendiri seperti China, Jepang dll.

Mouse
Pada dasarnya, penunjuk (pointer) yang dikenal dengan sebutan”Mouse” dapat digerakan kemana saja berdasarkan arah gerakan tangan kita. Sejarah mouse juga sangatlah panjang. Mulai dari mouse pertama yang menggunalkan dua buah roda yang berfungsi sebagai sumbu X-Y, Mouse bola, optic hingga yang paling baru adalah mouse laser.

Scanner
Scanner adalah suatu alat elektronik yang fungsinya mirip dengan mesin foto kopi. Mesin foto kopi hasilnya dapat langsung kamu lihat pada kertas sedangkan scanner hasilnya ditampilakn pada layar monitor computer dahulu kemudian baru dapat dirubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus yang kemudian dapat disimpan sebagai file teks, dokuman dan gambar.

 Peralatan Output

Alat Output
Peralatan output adalah peralatan yang digunakan untuk membawa data keluar komputer atau juga untuk memindahkan data dari komputer ke perangkat lainnya.

Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, symbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara , dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form).

Peralatan output dapat berupa:

Hard-copy device,yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film.

Soft-copy device,yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan image pada media lunak yang berupa sinyal elektronik.
Contoh :

Printer : Output device yang berfungsi mencetak data (Dokumen, Picture, web page dll)

Monitor : Output device yang berfungsi menampilkan data-data dari CPU.

Projector : Sama halnya monitor, projector berfungsi menampilkan data-data dari CPU, badanya adalah ukuran keluaran projector jauh lebih besar dari monitor.

Speaker : Alat keluaran untuk device yang berupa suara.

Refrensi :

http://dokumenkuliah.wordpress.com/2013/01/24/cpu-inputoutput-device/

http://ahmad-kataku.blogspot.com/2012/09/sistem-input-output-pengertian-alat-dan.html

SET INSTRUKSI DAN PENGALAMATAN PADA KOMPUTER

Set intruksi berupa jenis intruksi teknik pengalamatan, system bust, CPU dan I/O Set Intruksi Mode & Format Pengalamatan SET INSTRUKSI MATERI OR-AR KOMPUTER KARAKTERISTIK DAN FUNGSI SET INSTRUKSI
 

* Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions). 

* Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set). 

ELEMEN-ELEMEN DARI INSTRUKSI MESIN (SET INSTRUKSI) 

* Operation Code (opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan 

* Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan 

* Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan 

* Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai. Source dan result operands dapat berupa salah satu diantara tiga jenis berikut ini: 

·                     Main or Virtual Memory 

·                     CPU Register 

·                     I/O Device 

DESAIN SET INSTRUKSI 

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah: 

1.                  Kelengkapan set instruksi 

2.                  Ortogonalitas (sifat independensi instruksi) 

3.                  Kompatibilitas : - Source code compatibility - Object code Compatibility 

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut: 

1.                  Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya 

2.                  Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb. 

3.                  Register: Banyaknya register yang dapat digunakan 4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand 

FORMAT INSTRUKSI 

* Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi (Instruction Format). 

OPCODE OPERAND REFERENCE OPERAND REFERENCE JENIS-JENIS OPERAND 

* Addresses (akan dibahas pada addressing modes) 
* Numbers : - Integer or fixed point - Floating point - Decimal (BCD) 
* Characters : - ASCII - EBCDIC 
* Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1 

JENIS INSTRUKSI 

* Data processing: Arithmetic dan Logic Instructions 
* Data storage: Memory instructions 
* Data Movement: I/O instructions 
* Control: Test and branch instructions 

TRANSFER DATA 

* Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan. 
* Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas daripada stack. 
* Menetapkan panjang data yang dipindahkan. 
* Menetapkan mode pengalamatan. 
* Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah : 
    a. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain. 
    b. Apabila memori dilibatkan : 
          1. Menetapkan alamat memori. 
          2. Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual. 
          3. Mengawali pembacaan / penulisan memori 

Operasi set instruksi untuk transfer data : 

* MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan 
* STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori. 
* LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor. 
* EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan. 
* CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan. 
* SET : memindahkan word 1 ke tujuan. 
* PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack. 
* POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber 

ARITHMETIC

Tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic : 

1.                  Transfer data sebelum atau sesudah. 

2.                  Melakukan fungsi dalam ALU. 

3.                  Menset kode-kode kondisi dan flag. 

Operasi set instruksi untuk arithmetic : 
1. ADD : penjumlahan 5. ABSOLUTE 
2. SUBTRACT : pengurangan 6. NEGATIVE 
3. MULTIPLY : perkalian 7. DECREMENT 
4. DIVIDE : pembagian 8. INCREMENT 
Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal. LOGICAL 

* Tindakan CPU sama dengan arithmetic 
* Operasi set instruksi untuk operasi logical : 
1. AND, OR, NOT, EXOR 
2. COMPARE : melakukan perbandingan logika. 
3. TEST : menguji kondisi tertentu. 
4. SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada ujung bit. 
5. ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin. 

CONVERSI

 Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical. 
* Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data. 
* Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner. 
* Operasi set instruksi untuk conversi : 
1. TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel korespodensi. 
2. CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya. 

INPUT / OUPUT 

* Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT : 
1. Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped. 
2. Mengawali perintah ke modul I/O 

* Operasi set instruksi Input / Ouput : 
1. INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan 
2. OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O 
3. START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O 
4. TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan TRANSFER CONTROL 

* Tindakan CPU untuk transfer control : Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return. 

* Operasi set instruksi untuk transfer control : 
1. JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat tertentu. 
2. JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan. 
3. JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu. 
4. RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu. 
5. EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruksi 
6. SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya. 
7. SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan 
8. HALT : menghentikan eksekusi program. 
9. WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi 
10. NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan. 

CONTROL SYSTEM 

* Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam sistem operasi. * Contoh : membaca atau mengubah register kontrol. 

JUMLAH ALAMAT (NUMBER OF ADDRESSES) 

* Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya. 
* Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi : 
1. Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya) 
2. Tiga Alamat (dua operand, satu hasil) 
3. Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand) 
4. Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan operand dan hasilnya) 

Macam-macam instruksi menurut jumlah operasi yang dispesifikasikan 
1. O – Address Instruction 
2. 1 – Addreess Instruction. 
3. N – Address Instruction 
4. M + N – Address Instruction 

Macam-macam instruksi menurut sifat akses terhadap memori atau register 
1. Memori To Register Instruction 
2. Memori To Memori Instruction 
3. Register To Register Instruction

ADDRESSING MODES 

Jenis-jenis addressing modes (Teknik Pengalamatan) yang paling umum: 
* Immediate 
* Direct 
* Indirect 
* Register 
* Register Indirect 
* Displacement 
* Stack 

 Teknik Pengalamatan

Untuk menyimpan data ke dalam memori komputer, tentu memori tersebut diberi identitas (yang disebut dengan alamat/ address) agar ketika data tersebut diperlukan kembali, komputer bisa mendapatkannya sesuai dengan data yang pernah diletakkan di sana.

Teknik pengalamatan ini hampir sudah tidak diperlukan lagi oleh pemakai komputer saat ini karena hampir seluruh software yang beredar di pasaran tidak mengharuskan si pemakai menentukan di alamat mana datanya akan disimpan (semua sudah otomatis dilakukan oleh si software).

Jadi, yang kita pelajari adalah bagaimana kira-kira si software tersebut melakukan teknik pengalamatannya, sehingga data yang sudah kita berikan dapat disimpan di alamat memori tertentu dan dapat diambil kembali dengan tepat.

Ada tiga teknik dasar untuk pengalamatan, yakni

·    Pemetaan langsung (direct mapping) yang terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing),

·         Pencarian Tabel (directory look-up), dan

·         Kalkulasi (calculating)

Pemetaan Langsung

Teknik ini dapat dijuluki dengan device dependent (tergantung pada peralatan rekamnya), artinya, kita tidak dapat begitu saja meng-copy data berkas ini ke komputer lainnya, karena mungkin saja di komputer lainnya itu menggunakan alat rekam yang berbeda spesifikasinya.

Teknik ini juga dapat dijuluki dengan address space dependent (tergantung pada alamat-alamat yang masih kosong), artinya, kita tidak dapat begitu saja meng-copy data berkas ini ke komputer lainnya, karena mungkin saja di komputer lainnya itu alamat-alamat yang dibutuhkan sudah tidak tersedia lagi.

     Teknik Pencarian Tabel

Teknik ini dilakukan dengan cara, mengambil seluruh kunci atribut dan alamat memori yang ada dan dimasukkan ke dalam tabel tersendiri. Jadi tabel itu (misal disebut dengan tabel INDEX) hanya berisi kunci atribut (misalkan NIM) yang telah disorting (diurut) dan alamat memorinya.

Pencarian yang dilakukan di tabel INDEX akan lebih cepat dilakukan dengan teknik pencarian melalui binary search (dibagi dua-dua, ada di mata kuliah Struktur dan Organisasi Data 2 kelak) ketimbang dilakukan secara sequential.

Nilai key field (kunci atribut) bersifat address space independent (tidak terpengaruh terhadap perubahan organisasi file-nya), yang berubah hanyalah alamat yang ada di INDEX-nya.

      Teknik Kalkulasi Alamat

Perhitungan (kalkulasi) terhadap nilai kunci atribut untuk mendapatkan nilai suatu alamat disebut dengan fungsi hash.

Bisa juga fungsi hash digabungkan dengan teknik pencarian seperti tabel di atas, tetapi akan menjadi lebih lama pengerjaannya dibanding hanya dengan satu jenis saja (fungsi hash saja atau pencarian tabel saja).

Refrensi :
http://jovanangga.blogspot.com/2012/11/set-instruksi-dan-teknik-pengalamatan.html