TUGAS ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER.
PERTEMUAN KE 2.
1.ARSITEKTUR
SET INSTRUKSI.
Definisinya yaitu Set instruksi
merupakan kumpulan dari berbagai instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan
oleh komputer. Instruksi-instruksi yang dilaksanakan akan menentukan operasi
komputer . Instruksi ini biasa disebut sebagai instruksi komputer atau
instruksi mesin.
A.JENIS-JENIS INSTRUKSI.
Jenis – jenis instruksi
dapat berupa :
-
Data processing : arithmetic dan logic
instructions.
-
Data storage : memory instruktions.
-
Data movement : I/O instructions.
-
Control : test and branch instructions.
B.TEKNIK PENGALAMATAN
Ada 3 teknik dasar untuk pengalamatan, yaitu:
1. Pemetaan langsung (direct mapping), terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing).
- Pengalamatan Mutlak
Untuk teknik pengalamatan ‘alamat mutlak’ ini, tidak terlalu mempermasalahkan kunci atribut karena diminta langsung menuliskan di mana alamat record yang akan di masukkan. Jika kita menggunakan hard disk atau magnetic drum, ada dua cara dalam menentukan alamat memorinya, yaitu (1) cylinder addressing dan (2) sector addressing. Jika kita menggunakan cylinder addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari silinder (cylinder), permukaan (surface), dan record, sedangkan bila kita menggunakan sector addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari sektor (sector), lintasan (track), dan permukaan (surface).
-pengalamatan relatif
Teknik ini menjadikan atribut kunci sebagai alamat memorinya, jadi, data dari NIM dijadikan bertipe numeric(integer) dan dijadikan alamat dari record yang bersangkutan. Cara ini memang sangat efektif untuk menemukan kembali record yang sudah disimpan, tetapi sangat boros penggunaan memorinya.
Ada 3 teknik dasar untuk pengalamatan, yaitu:
1. Pemetaan langsung (direct mapping), terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing).
- Pengalamatan Mutlak
Untuk teknik pengalamatan ‘alamat mutlak’ ini, tidak terlalu mempermasalahkan kunci atribut karena diminta langsung menuliskan di mana alamat record yang akan di masukkan. Jika kita menggunakan hard disk atau magnetic drum, ada dua cara dalam menentukan alamat memorinya, yaitu (1) cylinder addressing dan (2) sector addressing. Jika kita menggunakan cylinder addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari silinder (cylinder), permukaan (surface), dan record, sedangkan bila kita menggunakan sector addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari sektor (sector), lintasan (track), dan permukaan (surface).
-pengalamatan relatif
Teknik ini menjadikan atribut kunci sebagai alamat memorinya, jadi, data dari NIM dijadikan bertipe numeric(integer) dan dijadikan alamat dari record yang bersangkutan. Cara ini memang sangat efektif untuk menemukan kembali record yang sudah disimpan, tetapi sangat boros penggunaan memorinya.
2. Pencarian Tabel (directory
look-up)
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. Jadi, sewaktu dilakukan pencarian data, tabel yang pertama dibaca adalah tabel INDEX itu, setelah ditemukan atribut kuncinya, maka data alamat yang ada di sana digunakan untuk meraih alamat record dari data (berkas/ file/ tabel) yang sebenarnya. 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 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. Jadi, sewaktu dilakukan pencarian data, tabel yang pertama dibaca adalah tabel INDEX itu, setelah ditemukan atribut kuncinya, maka data alamat yang ada di sana digunakan untuk meraih alamat record dari data (berkas/ file/ tabel) yang sebenarnya. 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.
3. Kalkulasi (calculating).
Kalau pada teknik pencarian tabel kita harus menyediakan ruang memori untuk menyimpan tabel INDEX-nya, maka pada teknik ini tidak diperlukan hal itu. Yang dilakukan di sini adalah membuat hitungan sedemikian rupa sehingga dengan memasukkan kunci atribut record-nya, alamatnya sudah dapat diketahui. Tinggal masalahnya, bagaimana membuat hitungan dari kunci atribut itu sehingga hasilnya bisa efisien (dalam penggunaan memori) dan tidak berbenturan nilainya (menggunakan alamat yang sama).
Kalau pada teknik pencarian tabel kita harus menyediakan ruang memori untuk menyimpan tabel INDEX-nya, maka pada teknik ini tidak diperlukan hal itu. Yang dilakukan di sini adalah membuat hitungan sedemikian rupa sehingga dengan memasukkan kunci atribut record-nya, alamatnya sudah dapat diketahui. Tinggal masalahnya, bagaimana membuat hitungan dari kunci atribut itu sehingga hasilnya bisa efisien (dalam penggunaan memori) dan tidak berbenturan nilainya (menggunakan alamat yang sama).
C.DESAIN SET INSTRUKSI.
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah :
1. kelengkapan set instruksi
2. ortogonalitas (sifat indepedensi instruksi)
3. kompatibilitas :
- source code compatibility
- object code compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :
a. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit
operasinya
b. Data Types : tipe/jenis data yang dapat diolah.
c. Instruction Format : panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
d. Register : Banyaknya register yang dapat digunakan .
e.Addressing : Mode pengalamatan untuk operand.
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah :
1. kelengkapan set instruksi
2. ortogonalitas (sifat indepedensi instruksi)
3. kompatibilitas :
- source code compatibility
- object code compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :
a. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit
operasinya
b. Data Types : tipe/jenis data yang dapat diolah.
c. Instruction Format : panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
d. Register : Banyaknya register yang dapat digunakan .
e.Addressing : Mode pengalamatan untuk operand.
2.CENTRAL PROCESSING
UNIT.
( CPU ), juga disebut sebagai unit prosesor sentral , [ 1 ]adalah
hardware dalam komputer sistem atau smartphone yang melaksanakan instruksi dari sebuah program komputer dengan melakukan aritmatika dasar, logis, dan input / outputoperasi dari sistem. Istilah telah digunakan dalam industri komputer setidaknya
sejak awal 1960-an. [ 2 ] Bentuk, desain, dan implementasi dari CPU telah berubah
selama sejarah mereka, tapi operasi fundamental mereka tetap sama.
A.SISTEM
BUS.
Sistem BUS
1. Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya
2. Komponen komputer :
Ø CPU
Ø Memori
Ø Perangkat I/O
Transfer data antar komponen komputer.
1. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus
2. Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus
3. Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik.
1. Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya
2. Komponen komputer :
Ø CPU
Ø Memori
Ø Perangkat I/O
Transfer data antar komponen komputer.
1. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus
2. Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus
3. Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik.
B.ALU
ATAU ARITHMATIC LOGIC UNIT.
Sebuah ALU adalah sirkuit terpadu dalam CPU atau GPU yang melakukan operasi aritmatika dan
logika. Instruksi Aritmatika
meliputi penambahan, pengurangan, dan operasi pergeseran, sementara instruksi
logika meliputi boolean perbandingan, seperti AND, OR, XOR,
dan BUKAN operasi.
ALUs dirancang untuk melakukan bilangan
bulatperhitungan. Oleh
karena itu, selain menambah dan mengurangkan angka, ALUs sering menangani perkalian
dua bilangan bulat, karena hasilnya juga integer. Namun, ALUs biasanya tidak melakukan
operasi divisi, karena hasilnya mungkin sebagian kecil, atau "floating
point" nomor. Sebaliknya,
operasi divisi biasanya ditangani oleh unit floating-point ( FPU ), yang juga melakukan non-integer
perhitungan.
Sementara ALU adalah komponen fundamental dari semua prosesor , desain dan fungsi dari sebuah ALU
dapat bervariasi antara model prosesor yang berbeda. Sebagai contoh, beberapa ALUs hanya
melakukan perhitungan integer, sementara yang lain dirancang untuk menangani
operasi floating point juga. Beberapa
prosesor berisi ALU tunggal, sementara yang lain termasuk unit logika
aritmatika beberapa yang bekerja sama untuk melakukan perhitungan. Terlepas dari cara sebuah ALU
dirancang, tugas utamanya adalah untuk menangani operasi integer. Oleh karena itu, kinerja integer
komputer terikat langsung ke kecepatan pemrosesan ALU.
C.CENTRAL
LOGIC UNIT.
CLU pada komputer memasukkan
informasi tentang instruksi dan mengeluarkan baris kendali yang diperlukan
untuk mengaktifkan operasi-mikro yang semestinya. CLU terbentuk atas sebuah
prosesor instruksi (IP atau instruction processor) yang berfungsi untuk mengendalikan fetch, perhitungan alamat dan
siklus interupsi, kemudian prosesor aritmatika (AP atau arithmatic processor)
yang berfungsi untuk mengendalikan siklus eksekusi bagi operasi aritmatika dan
logika.
D.SET REGISTER.
Prosesor
memiliki 16 register 16-bit, meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang
benar-benar umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan:
• r0 (alias PC) adalah program counter. Anda bisa melompat dengan menentukan r0, dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0. PC selalu bahkan.
• r1 (alias SP) adalah stack pointer. Ini digunakan oleh panggilan dan instruksi dorong, dan dengan penanganan interupsi. Hanya ada satu stack pointer; MSP430 tidak memiliki apa pun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu bahkan; Tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.
• r2 (alias SR) adalah register status.
• r3 ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber, nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut akan dibuang.
- Control Register
Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainnya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di CPU dan untuk switching mode pengalamatan.
• r0 (alias PC) adalah program counter. Anda bisa melompat dengan menentukan r0, dan konstanta yang diambil langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0. PC selalu bahkan.
• r1 (alias SP) adalah stack pointer. Ini digunakan oleh panggilan dan instruksi dorong, dan dengan penanganan interupsi. Hanya ada satu stack pointer; MSP430 tidak memiliki apa pun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu bahkan; Tidak jelas apakah LSB bahkan diimplementasikan.
• r2 (alias SR) adalah register status.
• r3 ini didesain untuk 0. Jika ditetapkan sebagai sumber, nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai tujuan, nilai tersebut akan dibuang.
- Control Register
Adalah prosesor yang mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainnya. Tugas dari control register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di CPU dan untuk switching mode pengalamatan.
E.CACHE
MEMORY.
Cache adalah tempat penyimpanan
jangka pendek. Memori komputer utama adalah cara lebih lambat dari chip
mikroprosesor, dan mereka bisa menghabiskan sebagian besar waktu mereka
menunggu untuk mendapatkan nilai dari memori untuk beroperasi pada. Anda
bisa mempercepat semua memori, tapi ini banyak biaya uang dan kekuasaan.Jika
Anda hanya mampu untuk mempercepat sebagian kecil dari total memori, itu ide
yang baik untuk mengatur komputer untuk menggunakan memori cepat lebih sering
daripada menggunakan memori lambat. Sebuah
cache memori adalah salah satu cara untuk melakukan hal ini.
F.VIRTUAL MEMORY.
Dalam komputasi , memori virtual adalah manajemen memori teknik yang dikembangkan untuk multitasking kernel . Teknik
ini virtualizes sebuah arsitektur komputer bentuk 's berbagai penyimpanan
data komputer (seperti random-access
memory dan penyimpanan disk ), yang memungkinkan program yang dirancang seolah-olah hanya ada satu
jenis memori, "virtual" memori, yang berperilaku seperti langsung
dialamatkan membaca / menulis memori (RAM).
Sebagian besar sistem operasi modern
yang mendukung memori virtual juga menjalankan setiap proses dalam sendiri khusus nya ruang alamat . Setiap
program sehingga tampaknya memiliki satu-satunya akses ke memori virtual. Namun,
beberapa sistem operasi yang lebih tua (seperti OS/VS1 dan OS/VS2 SVS ) dan bahkan yang modern (seperti IBM i ) adalah sistem ruang alamat tunggal operasi yang menjalankan semua proses dalam ruang alamat
tunggal yang terdiri dari memori virtual.
Virtual memory membuat pemrograman
aplikasi lebih mudah dengan menyembunyikanfragmentasi memori fisik, dengan mendelegasikan ke
kernel beban mengelola hirarki memori (menghilangkan kebutuhan untuk program
untuk menangani overlay eksplisit), dan, ketika setiap proses
dijalankan di alamat sendiri khusus nya ruang, dengan menghindarkan kebutuhan untuk
merelokasi kode
program atau untuk mengakses memori
SUMBER :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar