Tugas 4 Organisasi & Arsitektur Komp. #

  FUNGSI DAN PERANAN SISTEM OPERASI  DAN BILANGAN BINER

              Sistem operasi berfungsi sebagai media penghubung terhadap seluruh perangkat komputer yang ada baik dari segi perangkat keras, perangkat lunak maupun pemakai.
Sistem operasi (operating system) mempunyai peran yang sangat vital dari suatu siklus komputer , dikarenakan tanpa sistem operasi komputer tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Peranan yang dilakukan oleh sistem operasi mencakup terhadap seluruh peripheral dari perangkat komputer seperti media input,output,mengatur penempatan data, mengatur file sistem dan lain sebagainya. Oleh karena itu sistem operasi ini sangat perlu diketahui oleh para pengguna komputer.
             

                Sistem operasi berkembang dengan pesat mengikuti perkembangan tekhnologi komputer sehingga parapengguna lebih dimanjakan dengan berbagai kemudahan dalam melakukan komunikasi dengan komputer. Jika dahulu para pengguna komputer lebih banyak harus menghapalkan jenis-jenis perintah maka sekarang ini pengguna sudah dibantu dengan gambar dalam bentuk kotak (toolbar) yang mudah dipahami tanpa harus mengingat perintah-perintah. Disamping itu fasilitas-fasilitas bantuan (help) yang diberikan oleh para pembuat sistem operasi juga secara otomatis (auto detect) oleh suatu sistem operasi terhadap komponen-komponen baru yang sebelumnya tidak ada seperti penambahan fasilitas audio, video, upgrade, memori, penambahan modem dan lain sebgainya.

    Sistem operasi merupakan penghubung antara perangkat keras dan pengguna, system operasi juga berfungsi sebagai program pengendali dengan tujuan untuk menghindari kesalahan penggunaan komputer dan mengatur pengelolaan sumber daya yang terdapat pada sistem komputer dan menyediakan layanan kepada pengguna sehingga memudahkan pengguna dalam mengoperasikan komputer.

Fungsi sistem operasi secara umum adalah sebagai berikut:

.                  A.   Resource manager, merupakan pengelolaan sumber daya dan mengalokasikannya, Contoh: memori,               CPU, Disk Drive dan perangkat lainnya.

2. Interface / tatap muka, yaitu sebagai perantara antara pengguna dengan perangkat keras dengan menyediakan tampilan kepada pengguna yang lebih mudah dipahami dan bersahabat (user friendly)
3. Coordinator, mengkoordinasi dan menyediakan fasilitas sehingga aktifitas yang kompleks dapat diatur dan dapat diproses secara berurutan.
4. Guardian, menyediakan akses kontrol yang bertugas untuk melindungi file dan memberi pengawasan pada data dan program.
5. Gate Keeper, berfungsi sebagai pengendali hak akses oleh pengguna yang mengendalikan siapa saja yang berhak masuk ke dalam sistem dan mengawasi apa saja yang dilakukannya.
6. Optimizer adalah penjadwal masukan (input) oleh user, pengaksesan basis data, proses komputasi dan penggunaan.
7. Accountant befungsi untuk mengatur waktu CPU, penggunaan memori, pemanggilan I/O, disk storage, dan waktu koneksi terminal.
8. Server berfungsi untuk melayani pengguna komputer.

BILANGAN BINER

       1)   28 = 00011100

       28  :   2 = 0

       14  :  2 = 0

       7    :  2 = 1

       3    :   2 = 1

       1

        2)   -67 = 10111101

       +67 = 01000011

         67  :  2 = 1

         33  :  2 = 1

         16  :  2 = 0

         8    :  2 = 0

         4    :   2 = 0

         2    :   2 = 0

         1

         Merubah +67 menjadi -67 kita rubah ke complement 2 :

         10111100

                       1 +

         10111101 = -67

               3)   -105 = 10010111

       +105 = 01101001

         105  :  2 = 1

         52    :  2 = 0

         26    :  2 = 0

         13    :  2 = 1

         6      :  2 = 0

         3      :  2 = 1

         1

         Merubah +105 menjadi -105 kita rubah ke complement 2:

         10010110

                       1 +

         10010111 = -105

          4)    85 = 01010101

         85  :  2 = 1

         42  :  2 = 0

         21  :  2 = 1

         10  :  2 = 0

         5    :  2 = 1

         2    :  2 = 0

         1

Tugas 3 Organisasi & Arsitektur Komp. #

SET INSTRUKSI

     Set instruksi (instruction set) adalah sekumpulan lengkap instruksi yang dapat di mengerti oleh sebuah CPU, set instruksi sering juga disebut sebagai bahasa mesin (machine code), karna aslinya juga berbentuk biner kemudian dimengerti sebagai bahasa assembly, untuk konsumsi manusia (programmer), biasanya digunakan representasi yang lebih mudah dimengerti oleh manusia.

    Sebuah instruksi terdiri dari sebuah opcode, biasanya bersama dengan beberapa informasi tambahan seperti darimana asal operand-operand dan kemana hasil-hasil akan ditempatkan. Subyek umum untuk menspesifikasikan di mana operand-operand berada (yaitu, alamat-alamatnya) disebut pengalamatan

     Pada beberapa mesin, semua instruksi memiliki panjang yang sama, pada mesin-mesin yang lain mungkin terdapat banyak panjang berbeda. Instruksi-instruksi mungkin lebih pendek dari, memiliki panjang yang sama seperti, atau lebih panjang dari panjang word. Membuat semua instruksi memiliki panjang yang sama lebih muda dilakukan dan membuat pengkodean lebih mudah tetapi sering memboroskan ruang, karena semua instruksi dengan demikian harus sama panjang seperti instruksi yang paling panjang.

NOMOR. 1

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 : 

a.       Transfer data sebelum atau sesudah. 

b.      Melakukan fungsi dalam ALU. 

c.       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

LOGIKA
* 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

CONTROL
* Tindakan CPU untuk transfer control :

a.       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.

NOMOR 2.

X = ( A+BxC ) / ( D-ExF )

3 Alamat

MPY X,B,C

ADD X,X,A

MPY Y,E,F

SUB Y,D,Y

DIV X,X,Y

5 operator / operasai

2 Alamat

MOV X,B

MPY X,C

ADD X,A

MOV Y,E

MPY Y,F

SUB D,Y

DIV X,Y

7 operator / operasi

1 Alamat

LOAD E

MPY F

STOR X

LOAD D

SUB X

STOR X

LOAD B

MPY C

ADD A

DIV X

STOR X

11 operator / operasi

0 Alamat

PUSH A

PUSH B

PUSH C

MPY

ADD

PUSH D

PUSH E

PUSH F

MPY

SUB

DIV

POP X

12 operator / operasi

NAMA               : BIBIM NUGROHO

KELAS              : 2IC04

NPM                  : 21412455

JURUSAN         : TEKNIK MESIN

FAKULTAS      : TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS : GUNADARMA

Tugas 2 Organisasi & Arsitektur Komp. #

PENJELASAN DAN FUNGSI BUS DATA, BUS ADDRESS, DAN BUS CONTROL

Bus merupakan jalur penghubung antar alat pada komputer yang digunakan sebagai media dalam proses melewatkan data pada suatu proses. Bus ini bisa dianggap sebagai sebuah pipa, dimana pipa atau saluran tersebut digunakan untuk mengirimkan dan menerima informasi antar alat yang dihubungkannya. Pada sistem komputer, bus ini termasuk perangkat internal, kecepatan pengiriman informasi melalui bus ini dilakukan dengan kecepatan tinggi.

Ada 3 jenis bus, yaitu:

·   Bus Data

Adalah saluran tempat keluar masuknya data pada komponen-komponen dan perangkat dalam Komputer.

·   Berfungsi untuk mentransfer data, membawa data dari dan ke perangkat atau periferal,

·   Terdiri atas beberapa jalur penghantar, 8, 16, 32 bahkan 64 bahkan lebih jalur parallel,

·   Data ditransmisikan dalam dua arah, yaitu dari CPU atau mikroprosesor ke unit memori  atau modul I/O dan sebaliknya,

·   Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu.

·   Bus Address

             Merupakan saluran yang menyatakan alamat memori dimana data-data akan disimpan atau diambil. Bus alamat digunakan oleh mikroprosesor untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis atau dibaca. Proses pemilihan lokasi ini dilakukan terlebih dahulu sebelum data ditulis atau dibaca dari memori atau port. Pada jalur ini mikroprosesor akan mengirimkan alamat memory yang akan ditulis atau dibaca. 

·   Berfungsi membawa informasi untuk mengetahui lokasi suatu perangkat atau peripheral,

·   Untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis atau dibaca,

·   Untuk menentukan rute data, bersumber dari mana, tujuannya ke mana,

·   Bersifat searah, cpu memberikan alamat yang bertujuan untuk menentukan periferal mana yang dituju. Contoh memori mana yang dituju atau I/O mana yang dituju,

·   Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat dialamati,

·   Jumlah alamat yang dapat dituju pada Bus alamat adalah sebanyak 2n. n jumlah jalur Bus alamat.

·   Bus Control

Merupakan saluran kontrol agar prosesor bisa mengendalikan seluruh perangkat komponen    yang sedang digunakan. Bus kontrol digunakan mikroprosesor antara lain untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis atau dibaca. Bus kontrol juga digunakan memori atau port untuk memberi tahu kesiapan mereka menerima/mengirim data ke mikroprosesor. Karena kedua fungsi ini, maka bus kontrol terdiri dari beberapa jalur unidirectional dengan arah keluar mikroprosesor dan beberapa jalur unidirectional dengan arah masuk ke mikroprosesor.

·   Berfungsi untuk mensinkronkan proses penerimaan dan pengiriman data,

·   Untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis atau dibaca,

·   Sinyal Kontrol: RD, WR, IO/M,

·   Sinyal Read dan write : untuk mengakses data ke dan dari perangkat.

Hubunganke-3 bus di atas dalam proses read dan write

Dari gambar di atas dapat dijelaskan, bahwa ketiga bus tersebut saling memiliki hubungan dalam proses read dan write. Masing-masing bus memiliki fungsinya masing-masing dan saling berhubungan sehingga dalam proses  read dan write pada suatu perintah dapat berjalan.

PENGERTIAN ARITHMETIC AND LOGIC UNIT (ALU)

Arithmatic and Logic Unit (ALU) adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem didalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (seperti penjumlahan, pengurangan dan beberapa logika lain). ALU bekerja sama dengan memori, dimana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori. Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner (two’s complement). ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU.

OPERASI PADA ALU

Operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya seperti pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. ALU melakukan operasi aritmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi aritmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika.

STRUKTUR DAN CARA KERJA PADA ALU

         

          ALU akan bekerja setelah mendapat perintah dari Control Unit yang terletak pada processor. Contorl Unit akan memberi perintah sesuai dengan komando yang tertulis(terdapat) pada register. Jika isi register memberi perintah untuk melakukan proses penjumlahan, maka PC akan menyuruh ALU untuk melakukan proses penjumlahan. Selain perintah, register pun berisikan operand-operand. Setelah proses ALU selesai, hasil yang terbentuk adalah sebuah register yang berisi hasil atau suatuperintah lainnya. Selain register, ALU pun mengeluarkan suatu flag yang berfungsi untuk memberi tahu kepada kita tentang kondisi suatu processor seperti apakah processor mengalami overflow atau tidak.

         ALU (Arithmethic and Control Unit) adalah bagian dari CPU yang bertanggung jawab dalam proses komputasi dan proses logika. Semua komponen pada CPU bekerja untuk memberikan asupan kepada ALU sehingga bisa dikatakan bahwa ALU adalah inti dari sebuah CPU. Perhitungan pada ALU adalah bentuk bilangan integer yang direpresentasikan dengan bilangan biner. Namun, untuk saat ini, ALU dapat mengerjakan bilangan floating point atau bilangan berkoma, tentu saja dipresentasikan dengan bentuk bilangan biner. ALU mendapatkan data (operand, operator, dan instruksi) yang akan disimpan dalam register. Kemudian data tersebut diolah dengan aturan dan sistem tertentu berdasarkan perintah control unit. Setelah proses ALU dikerjakan, output akan disimpan dalam register yang dapat berupa sebuah data atau sebuah instruksi. Selain itu, bentuk output yang dihasilkan oleh ALU berupa flag signal. Flag signal ini adalah penanda status dari sebuah CPU. Bilangan Ineger Bilangan integer (bulat) tidak dikena oleh komputer dengan basis 10. Agar komputer mengenal bilangan integer, maka para ahli komputer mengkonversi basis 10 menjadi basis 2. Seperti kita ketahui, bahwa bilangan berbasis 2 hanya terdiri atas 1 dan 0. Angka 1 dan 0 melambangkan bahwa 1 menyatakan adanya arus listrik dan 0 tidak ada arus listrik. Namun, untuk bilangan negatif, computer tidak mengenal simbol (-). Komputer hanya mengenal simbol 1 dan 0. Untuk mengenali bilangan negatif, maka digunakan suatu metode yang disebut dengan Sign Magnitude Representation. Metode ini menggunakan simbol 1 pada bagian paling kiri (most significant) bit. Jika terdapat angka 18 = (00010010)b, maka -18 adalah (10010010)b. Akan tetapi, penggunaan sign-magnitude memiliki 2 kelemahan. Yang pertama adalah terdaptnya -0 pada sign magnitude[0=(00000000)b; -0=(10000000)b]. Seperti kita ketahui, angka 0 tidak memiliki nilai negatif sehingga secara logika, sign-magnitude tidak dapat melakukan perhitungan aritmatika secara matematis. Yang kedua adalah, tidak adanya alat atau software satupun yang dapat mendeteksi suatu bit bernilai satu atau nol karena sangat sulit untuk membuat alat seperti itu. Oleh karena itu, penggunaan sign magnitude pada bilangan negatif tidak digunakan, akan tetapi diganti dengan metode 2′s complement. Metode 2′s complement adalah metode yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan negatif pada komputer. Cara yang digunakan adalah dengan nilai terbesar dari biner dikurangin dengan nilai yang ingin dicari negatifnya. Contohnya ketika ingin mencari nilai -18, maka lakukan cara berikut:

      1. ubah angka 18 menjadi biner (00010010)b

      2.  karena biner tersebut terdiri dari 8 bit, maka nilai maksimumnya adalah 11111111

      3.  kurangkan nilai maksimum dengan biner 18 -> 11111111 – 00010010 = 11101101

      4. kemudian, dengna sentuhan terakhir, kita tambahkan satu -> 11101101 + 00000001 = 11101110

Dengan metode 2′s complement, kedua masalah pada sign magnitude dapat diselesaikan dan komputer dapat menjalankan. Namun, pada 2′s complement, nilai -128 pada biner 8 bit tidak ditemukan karena akan terjadi irelevansi.

ADDER

         Adder merupakan rangkain ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan. Karena adder digunakan untuk memproses operasi aritmatika, maka adder juga sering disebut rangkaian kombinasional aritmatika. Ada 3 jenis Adder, yaitu:

1.Rangkaian adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.

2.Rangkaian adder yang hanya menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.

3.Rangkaian adder yang menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder.

1. Half Adder.

         Rangkain half adder merupakan dasar bilangan biner yang masing-masing hanya terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap.

1.Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0.

2.Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 1.

3.Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0. Dengan nilai pindahan Cy (Carry Out) = 1.

Dengan demikian, half adder memiliki dua masukan (A dan B), dan dua keluaran (S dan Cy).

A         B         S          Cy

0          0          0          0

0          1          1          0

1          0          1          0

1          1          0          1

Dari tabel diatas, terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika dari gerbang XOR, sedangkan nilai logika Cy sama dengan gerbang logika  AND. Dari tabel diatas, dapat dibuat rangkaian half adder.

2. Full Adder

         Full adder adalag mengolah data penjumlahan 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas), oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap. Perhatikan tabel dibawah ini.

A         B         C         S          Cy

0          0          0          0          0

0          0          1          1          0

0          1          0          1          0

0          1          1          0          1

1          0          0          1          0

1          0          1          0          1

1          1          0          0          1

1          1          1          1          1

3. Paralel Adder

         Paralel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara paralel dan berfungsi untuk menjumlahkan bilangan biner berapa pun bitnya, tergantung jumlah Full Adder yang diparalelkan. Gambar dibawah ini menunjukan Paralel Adder yang terdiri dari 4 buah Full Adder yang disusun paralel sehingga membentuk sebuah penjumlahan 4 bit.

NAMA                : BIBIM NUGROHO

KELAS               : 2IC04

NPM                   : 21412455

FAKULTAS       : TEKNOLOGI INDUSTRI

JURUSAN          : TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS  : GUNADARMA