Sistem Minimal Mikroprosesor System Mikroprosesor adalah sebuah sistem yang dibangun dari komponen utama yaitu
mikroprosesor atau CPU, dan komponen tambahan yaitu Memory Unit, Input Output Unit (I/O),
yang berfungsi sebagai pengolah data elektronik digital. Sebuah mikroprosesor memerlukan
komponen lain dalam sebuah system mikroprosesor. Untuk menjalankan atau mengeksekusi
program mikroprosesor memerlukan komponen lain seperti memori sebagai tempat
penyimpan instruksi atau program dan data.
Diagram system mikroprosesor Bagian bagian dari system mikroprosesor 1. Unit mikroprosesor (CPU) merupakan komponen utama dalam system mikroprosesor. CPU bekerja sebagai unit pusat pengolahan dalam mikroprosesor. CPU tersusun dari: Control Unit merupakan kendali dari mikroprosesor terhadap komponen luar dan I/O. Arithmetic Logic Unit merupakan bagian yang berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika. Register Unit merupakan tempat menyimpan sementara dalam bekerja 2. Read only memory (ROM) merupakan memori program yang hanya dapat dibaca dan bersifat permanen. 3. Random access memory (RAM) berfungsi menyimpan berbagai data dan instruksi program bersifat sementara, isi RAM diakses secara random atau tidak mangacu pada pengaturan letak data. 4. Unit Input/Output(I/O) System bus Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran busdikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu : Saluran data (bus data) Saluran alamat (bus alamat) Saluran control (bus control) 1. Saluran Data (data bus) Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran. 2. Saluran Alamat (Address Bus) Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul. Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya 3. Saluran kontrol (Control Bus) Digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada. Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini. Sinyal – sinyal kontrol terdiri atas Sinyal pewaktuan adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat Sinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi Prinsip Operasi Bus Meminta penggunaan bus. Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju
Materi 3 SYSTEM HARDWARE DAN SOFTWARE DADANG MULYANA dadang mulyana 2012 1 Komponen Mikrokomputer Video display (jenis dan resolusi) Keyboard Drive Disk Unit system Prosessor Pendukung dadang mulyana 2012 2 1 Komputer 386 dadang mulyana 2012 3 Komponen pendukung utama Prosessor pendukung Rom BIOS CMOS RAM] Slot tambahan Power Supply Parallel port Serial port dadang mulyana 2012 4 2 Keluarga intel 86 80X86 80186 80286 80386 80486 80586 dadang mulyana 2012 5 Arsitektur Sistem Rancangan Utama CPU dadang mulyana 2012 6 3 Tugas Utama CPU Menemukan dan load instruksi berikutnya Mengeksekusi instruksi : Fetch data dari memori/register Menyimpan data dalam memori/register Melaksanakan penghitungan dan perbandingan Memperbaharui penunjuk instruksi (pencabangan) dadang mulyana 2012 7 CPU dibagi menjadi dua bagian : Arithmeticl Logic Unit (ALU) dan Control Unit (CU). ALU melaksanakan operasi aritmetik, logic, dan penggeseran, CU mengambil data dan instruksi dan menerjemahkan kode (decode) alamat untuk ALU. Seluruh sisi chip adalah pin yang ditancapkan ke dalam soket dalam board sistem, menghubungkannya ke bagian sistem komputer yang lain. Register berada dalam CPU. Ketika sesuatu diambil dari memori, alamatnya dihitung oleh unit kendali dan dikirm melalui bus alamat. Nilai dari memori (baik instruksi atau data) dikirim balik ke CPU melalui bus data. Clock melakukan sinkronisasi setiap operasi CPU. Bus data. Bus adalah kabel parallel yang mengirimkan data antara berbagai bagian CPU. Sinyal kendali dan bit data digunakan pada saat pengambilan word memori dan menempatkannya dalam register. Bus dikatakan bidireksional jika data dapat ditransfer dari dua arah. Register. Berada dalam CPU yaitu area penyimpan kecepatan tinggi, yang langsung terhubung ke unit kendali dan ALU. Karenanya, penggunaan register untuk eksekusi lebih cepat daripada menggunakan memori konvensional. Kumpulan instruksi Intel membutuhkan dadang mulyana 2012 8 penggunaan setidaknya satu register untuk semua instruksi. 4 Register Register data Register segemn Register indeks Register khusus Register flag AX, BX, CX, DX (16 bit) AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL (8 bit) CS, DS, SS, ES SI, DI, BP IP, SP overflow, direction, interupt, tmp, sign, zero, auxiliary, carry, parity, carry. dadang mulyana 2012 9 Register Data Register data. Empat register, dinamai register data atau register tujuan umum, digunakan untuk perhitungan aritmetik dan pemindahan data. Perhitungan setiap register dapat dialamati sebagai nilai 16-bit atau 8 bit. dadang mulyana 2012 10 5 dadang mulyana 2012 11 Tujuan Umum dadang mulyana 2012 12 6 Atribute register AX (akumulator) : AX disebut register akumulator karena digunakan oleh CPU untuk operasi aritemtik. BX (basis). Seperti register tujuan umum lainnya, register BX dapat melaksanakan operasi aritmetik dan perpindahan data dan BX memiliki kemampuan pengalamatan khusus. Dia dapat menyimpan alamat memori yang menunjuk pada variabel lain. Tiga register lain yang memiliki kemampuan ini adalah SI, DI dan BP. CX (counter). Register CX bekerja sebagai counter untuk instruksi pengulangan atau looping. Isntruksiinstruksi tersebut secara otomatis mengulang dan mengurangi CX dan keluar ketika CX sama dengan 0. DX (data). Register DX mempunyai peranan khusus dalam operasi perkalian dan pembagian. Pada saat perkalian, contohnya, DX menyimpan 16 bit perkalian. dadang mulyana 2012 13 Register Segmen CPU mengandung 4 register segmen, digunakan sebagai lokasi basis untuk instruksi program, data dan stack. Register segmen sebagai berikut : CS (code segment) : register CS menyimpan lokasi basis semua instruksi yang dapat dieksekusi dalam program. DS (data segment). Register DS adalah lokasi basis default untuk variabelvariabel CPU menghitung lokasi variabel-variabel menggunakan nilai segmen dalam DS. SS (stack segment). Register SS mengandung lokasi basis stack. ES (extra segment). Register ES adalah lokasi basis tambahan untuk variabelvariabel memori dadang mulyana 2012 14 7 Register Index Register index mengandung offset variabel. Istilah offset mengacu pada jarak variabel, label atau instruksi dari segmen basisnya. Register index memprecepat pemrosesan string array dan struktur data lain yang mengandung banyak elemen. Register-register index adalah : SI (source index). Register ini mengambil nama dari instruksi epmindahan string, yang mana string sumber ditunjuk oleh register SI. SI biasanya mengandung nilai offset dari register DS. DI (destination index). Register DI bekerja sebagai tujuan instruksi pemindahan string. Biasanya mengandung offset dari register ES, BP (base pointer). Register BP megnandung offset??? dari register SS.??? registeer BP sering digunakan oleh subrutin untuk melokasikan variabel-variabel yang dilewatkan pada stack oleh program pemanggil. dadang mulyana 2012 15 Register Khusus register IP dan SP merupakan register khusus sebagai berikut : IP (instruction pointer). Register IP selalu mengandung offset instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. CP dan IP digabung untuk melaksanakan alamat komplit instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. SP (stack pointer). Register SP mengandung offset atau jarak dari awal stack ke puncak stack. Register SS dan SP bersama melakukan alamat lengkap puncaknstack. dadang mulyana 2012 16 8 Register Tambahan Flag register Register flag adalah register 16-bit khusus dengan posisi bit sendiri dibuat untuk menunjukan status CPU atau hasil operasi aritmetik. Setiap posisi bit yang relevan diberi nama, posisi lain tidak didefinisikan. dadang mulyana 2012 17 Stack Stack adalah memori buffer khusus yang digunakan sebagai temporary yang menyimpan alamat dan data. Stack terletak dalam segmen stack. Setiap lokasi 16-bit pada stack ditunjuk oleh register SP, yang disebut stack pointer. Stack pointer menyimpan alamat elemen data terakhir yang ditambahkan (di-push) ke dalam stack. Nilai terkahir yang dimasukan ke dalam stack adalah nilai yang pertama diambil dari stack pada saat di pop. Mekanisme ini diistilahkan dengan struktur LIFO (last in first out), yang terakhir masuk keluar duluan. dadang mulyana 2012 18 9 Siklus eksekusi Instruksi Ketika CPU mengeksekusi instruksi untuk menambah nilai sebuah bilangan, contohnya, mikroprogram harus melaksanakan operasi pada level yang lebih rendah : menghitung alamat operand, menempatkan alamat operand bada bus alamat, menunggu memori untuk merespon, transfer operand dari bus data ke ALU, dan seterusnya. Untuk menyederhanakan, tedapat tiga operasi dasar yang dilaksanakan dalam CPU : fetch, decode, dan execute. Setiap tahap dalam siklus instruksi memerlukan minimal satu clock sistem, yang disebut siklus clock. Fetch : Unit kendali mengambil instruksi, menyalinnya dari memori ke dalam CPU. Decode : Unit kendali menambah nilai (increment) program counter dan menerjemahkan instruksi. Jika operand lain ditentukan oleh instruksi, unit kendali menerjemahkan alamat operand tersebut dan mengambilnya. Kemudian mengirim operand ke dalam ALU. Execute : ALU mengeksekusi operasi dan mengirim operand hasil ke unit kendali, dimana nantinya dikembalikan ke register dan memori. dadang mulyana 2012 19 Perangkat Lunak Sistem Arsitektur Memori Intel 8086 dapat mengakses memori 1,048,576 byte ( 1 MB) menggunakan alamat 20-bit (00000 - FFFFF). Memori dibagi menjadi RAM dan ROM. RAM mulai pada lokasi 00000 sampai alamat BFFFF. ROM mulai lokasi C0000 sampai FFFFF. Dibawah DOS, hanya 640 K pertama RAM yang disiapkan untuk program. Memori sisanya diguankan oleh perangkat keras sistem seperti untuk display video dan pengendali hard disk, atau oleh ROM BIOS. dadang mulyana 2012 20 10 dadang mulyana 2012 21 Inisialisasi Dos 1,024 byte Memori paling bawah (alamat 0000-003FF) mengandung tabel verktor interrupt. Ini berisi alamatalamat yang digunakan oleh CPU ketika memroses interrupt perangkat keras dan perangkat lunak. Diatasnya terdapat BIOS, yang didalamnya terdapat rutin-rutin untuk mengelola, keyboard, konsol dan printer dan clock tiap hari. Rutin-rutin tersebut berasal dari file sistem tersembunyi setiap kali disk boot memanggil IO.SYS (IBMBIO.COM). Kernel DOS berisi kumpulan layanan-layanan DOS yang dapat dipanggil dari program aplikasi. Diatas kernel DOS terdapat buffer file dan file driver device yang dapat dipasang (diambil dari CONFIG.SYS), diikuti oleh bagian resident COMMAND.COM. Kemudian disebut pemroses perintah DOS : ini akan mengintrrupt perintah yang ditulis pada promt DOS dan memanggil dan mengesekusi program yang disimpan dalam disk. dadang mulyana 2012 22 11 Latihan 1 1. Jelaskan maksud dari mikrokomputer, mikroprosesor dan organisasi komputer! 2. Sebutkan dan jelaskan minimal 4 komponen dasar mikrokomputer! 3. Jelaskan bagian-bagian penting dari sebuah motherboard! 4. Jelaskan dan gambarkan bagian-bagian dari CPU! 5. Jelaskan tentang register dan jenisnya! 6. Jelaskan tentang flag register! 7. Jelaskan tentang stack! 8. Jelaskan dan gambarkan tentang peta memory intel 8086! Jawaban dikirim ke : Subjek: stmiktsk_karyawan_namaanda_rakitan_latihan1 dadang mulyana 2012 23 12 |
Sebutkan dan jelaskan 5 komponen utama sebuah sistem mikrokomputer
Pos Terkait
Copyright © 2024 adaberapa Inc.
