RANGKUMAN SISTEM KOMPUTER SEMESTER II

KELAS XI

By :  Masdika Rizky

XI TKJ 2

SMK ISLAM 1 BLITAR JL.MUSI NO.6, KAUMAN, KEPANJENKIDUL,

KOTA BLITAR, JAWA TIMUR

2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang sehingga rangkuman Sistem Komputer semester 2 kelas XI yang di produksi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan ini dapat tersusun hingga selesai .Tidak lupa penulis juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari pihak yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik materi maupun pikirannya.

Dan harapan penulis semoga rangkuman ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, Untuk ke depannya dapat memperbaiki bentuk maupun menambah isi rangkuman agar menjadi lebih baik lagi.

Karena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman penulis, penulis yakin masih banyak kekurangan dalam makalah ini, Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan rangkuman ini.

                                                                                       Blitar, 5 Mei 2017

                                                                                           penyusun

Daftar isi

BAB 1 : STRUKTUR DAN FUNGSI CPU

BAB 2 : KARAKTERISTIK SET INTRUKSI

BAB 3 : MODE FORMAT PENGALAMATAN

BAB I

MEMAHAMI STUKTUR DAN FUNGSI CPU

A.    Kegiatan belajar 1 – Struktur dan fungsi CPU

CPU (prosesor) merupakan komponen terpenting dari sistem komputer.CPU

adalah komponen pengolah data berdasarkan instruksi – instruksi yang diberikan

kepadanya.Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa

komponen sebagai bagian dari struktur CPU, seperti terlihat pada gambar komponen CPU dan struktur internal CPU. CPU tersusun atas beberapa komponen, yaitu :

o   Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya.  ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean.

o   Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol computer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya.

o   Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.

o   CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register – register dan juga dengan bus – bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran.

Hal-hal yang dilakukan CPU adalah sebagai berikut :

1.      Fetch instruction (mengambil instruksi) yaitu CPU membaca instruksi dari memori

2.      Interpret instruction (menterjemahkan instruksi) yaitu CPU menerjemahkan instruksi untuk menentukan langkah yang diperlukan.

3.      Fetch data (mengambil data) yaitu eksekusi instruksi yang mungkin memerlukan pembacaan data dari memori datau dari modul I/O

4.      Process data (mengolah data) yaitu eksekusi instruksi yang memerlukan operasi aritmatik

5.      Write data (menulis data) yaitu hasil eksekusi yang mungkin memerlukan penulisan data ke memori datau ke modul I/O.

B.     Kegiatan belajar 2 – Control Unit

Tugas dari CU adalah sebagai berikut:

v  Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

v  Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

v  Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.

v  Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandinganlogika serta mengawasi kerja.

v  Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Proses tiga langkah karakteristik unit control:

1.      Menentukan elemen dasar prosesor

2.      Menjelaskan operasi mikro yang akan dilakukan prosesor

3.      Menentukan fungsi-fungsi yang harus dilakukan unit control agar menyebabkan pembentukan operasi mikro.

Masukan-masukan unit control:

a)      Clock / pewaktu

Pewaktu adalah cara unit control dalam menjaga waktunya. Unit control menyebabkan sebuah operasi mikro (atau sejumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu.

b)      2. Register instruksi

Opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan selama siklus eksekusi.

c)      3. Flag

Flag ini diperlukan oleh unit control untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU sebelumnya.

d)     Sinyal control untuk mengontrol bus

Bagian bus control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyal-sinyal interupsi dan acknowledgement

Keluaran-keluaran unit control: Sinyal control didalam prosesor terdiri dari dua macam:

1.      sinyal-sinyal yang menyebabkan data dipindahkan dari register yang satu keregister yang lainnya,

2.      sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi fungsi-fungsi ALU tertentu.

C.     Kegiatan belajar 3 – Register

Di dalam CPU, terdapat sekumpulan register yang tingkatan memorinya berada di atas hirarki memori utama dan cache. Register dalam CPU memiliki dua fungsi:

1)      User-visible Register adalah register yang dapat direferensikan dengan menggunakan bahasa mesin yang dieksekusi CPU, User-visible terdiri dari :

a)      General Purpose Register

i)        Digunakan untuk mode pengalamatan dan data.

ii)      Akumulator ( aritmatika, Shift, Rotate)

iii)    Base Register (Rotate,Shift, aritmatika)

iv)    Counter Register ( Looping)

v)      Data Register (menyimpan alamat I/O device).

b)      Register Alamat

i)        Digunakan untuk mode pengalamatan

ii)      Segment Register (Code Segment, Data Segment, Stack Segment, Extra Segment)

iii)    Register Index / Stack Index, Data Index (untuk menyimpan alamatalamat yang terindeks)

iv)    Stack Pointer (register yang dedicated menunjuk kebagian teratas stack)

c)      Register Data

i)        Digunakan untuk menampung data

d)     Register Kode Status Kondisi (Flag)

i)        Kode yang menggambarkan hasil operasi sebelumnya

2)      Control and Register adalah register-register yang digunakan oleh unit kontrol untuk mengontrol operasi CPU dan oleh program sistem operasi untuk mengntrol eksekusi program. Terdapat empat register yang penting adalah :

a)      Program Counter (PC)

i)        Berisi alamat instruksi yang akan diambil

b)      Instruction Register (IR)

i)        Berisi alamat instruksi terakhir

c)      Memory Address Register (MAR)

i)        Berisi alamat penyimpanan dalam memorid.

d)     Memori Buffer Register (MBR)

i)        Berisi data yang dibaca dari memori atau yang diyliskan ke memori

e)      Memori Data Register (MDR)

i)        Merupakan register yang digunakan untuk menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU atau menampung data yang akan direkam ke momori utama dari hasil pengolahan CPU.

Fungsi CPU

Ø  Menjalankan program – program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.

Ø  Sehingga langkah-langkah pada operasi CPU, yaitu operasi :

o    Pembacaan instruksi (fetch) dan

o    Pelaksanaan instruksi (execute)

BAB II

MEMAHAMI KARAKTERISTIK SET INTRUKSI

A.      Kegiatan belajar 1 – Elemen elemen instruksi

Elemen Instruksi

Agar dapat dieksekusi, setiap instruksi harus berisi informasi yang diperlukan oleh CPU. Informasi itu dituangkan dalam elemen-elemen instruksi:

·         Operation Code/Kode Operasi: menspesifikasikan operasi yang akan dilakukan (misalnya, ADD).

·         Operasi dispesifikasikan oleh kode biner, yang dikenal sebagai kode operasi, atau opcode.

·         Source Operand Reference/Referensi Operand Sumber: operasi dapat mencakup satu atau lebih sumber, operand merupakan input bagi operasi.

·         Result Operand Reference/Reference Operand Hasil: operasi dapat membuat hasil operasi.

·         Next Instruction Reference/Reference Operand Selanjutnya: elemen ini memberitahu CPU posisi instruksi berikutnya yang harus diambil setelah menyelesaikan eksekusi suatu instruksi.

Sumber dan hasil operand dapat berada di salah satu dari ketiga ini:

1.      Memori utama atau memori virtual: dengan referensi alamat berikutnya, maka alamat memori utama atau virtual harus diketahui.

2.      Register CPU: instruksi harus diberi nomor register yang dimaksud.

3.      Perangkat I/O: instruksi harus menspesifikasikan modul I/O yang diperlukan oleh operasi.

Representasi Instruksi

Dalam komputer, instruksi direpresentasikan oleh sekumpulan bit. Mnemonic Adalah singkatan-singkatan yang mengindikasikan suatu operasi yang merupakan representasi dari opcode.

Contoh:

Mnemonic

ADD Add (penambahan)

SUB Substract (pengurangan)

LOAD Muatkan data dari memori

INC Increment (penambahan dengan satu)

Mnemonic Operand

ADD A

Artinya menambah secara langsung 8 bit data ke dalam isi akumulator dan menyimpan hasil di akumulator. Operand juga dapat direpresentasikan secara simbolik.

Mnemonic Operand

ADD R,Y

Artinya tambahkan nilai lokasi Y ke isi register R F'emrogram dapat mendahului dengar definisi-definisi: X = 513,Y = 514, dst. Program akan mengkonversikan opcode dan refercnsi operand menjadi bentuk biner, akhirnya akan membentuk instruksi mesin biner.

B.       Kegiatan belajar 2 – Tipe – tipe Instruksi

Tipe atau jenis-jenis instruksi

(a)    Data procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions : adalah jenis pemrosesan yang dapat mengubah data menjadi informasiatau pengetahuan .Pemrosesan data ini sering menggunakan komputer sehingga bisa berjalan secara otomatis

(b)   Data storage: Memory instructions : Sering disebut sebagai memori komputer, merujuk kepada komponen komputer, perangkat komputer, dan media perekaman yang mempertahankan data digital yang digunakan untuk beberapa interval waktu.

(c)    Data Movement: I/O instructions : adalah memindahkan (dapat diakatakan membackup juga) data – data dari database yang berupa data, indeks, grand, schema, dan lain – lain ketempat baru. Data movement terdiri dari 2 bagian besar yaitu :

 Load & Upload [difokuskan untuk memindahkan data yang berupa indeks atau data itu sendiri alias isi dari database tersebut]

 Export & Import [memindahkan data secara lengkap, mulai dari grand, schema, dan seluruhnya]

(d)   Control: Test and branch instructions :  adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

C.       Kegiatan belajar 3 – Tipe – tipe operand

Tipe-tipe Operand

Operand adalah sebuah objek yang ada pada operasi matematika yang dapat digunakan untuk melakukan operasi. Operand atau operator dalam bahasa C berbentuk simbol bukan berbentuk keyword atau kata yang biasa ada di bahasa pemrograman lain.

A.    Tipe Operand

Ø  Tipe Data

Tipe Data setiap data memiliki tipe data, apakah merupakan angka bulat (integer), angka biasa (real), atau berupa karakter (char), dan sebagainya. Ada dua kategori dari tipe data yaitu tipe dasar dan tipe bentukan.

a.       Tipe dasar adalah tipe data yang selalu tersedia pada setiap bahasa pemograman, antara lain .

§  Integer (-32768 s/d +32768) Bilangan atau angka yang tidak memiliki titik desimal atau pecahan seperti +10,-1024,+32767,+255.

§  Long (-16 juta s/d16 juta)

§  Byte (0 s/d 255)

b.      Bilangan pecahan

§  Double (3,7×10-308 s/d 3,7×10+308)

§  Float (3,4×10-38 s/d 3,4×10+38)

c.       Karakter

Karakter adalah data tunggal yang mewakili semua huruf, simbol baca dan juga simbol angka yang tidak dapat dioperasikan secara sistematis.

Ø  Tipe bentukan adalah tipe data yang dibentuk dari kombanisasi tipe dasar, antara lain :

a.       Array (larik)  misalnya : int a1,a2,a3,a4,a5;

b.      String adalah tipe data bentukan yang merupakan deretan karakter yang membentuk satu kata atau satu kalimat, yang biasanya dapat dua tanda kutip.

Ø  Variable

Variabel adalah nama yang mewakili sutau elemen data seperti : jender untuk jenis kelamin, t4lahir untuk tempat lahir, alamat unutk alamat dan sebagainya. aturan tertentu yang wajib diikuti dalam pemberian nama

variabel, antara lain :

a.       Harus dimulai dengan abjad tidak boleh dengan angka atau simbol.

b.      Tidak boleh ada spasi diantaranya

c.       Jangan menggunakan simbol-simbol yang bisa membingungkan seperti titik dua, titik koma, kima, dan sebagainya.

d.      Sebaiknya memiliki arti yang sesuai dengan elemen data Sebaiknya tidak terlalu panjang

Contoh variabel yang bernar : Nama, Alamat, Nilai_Ujian

Contoh Variabel yang salah : 4XYZ,IP rata, Var :+xy,458;

Ø  Operator dan Operand

Operand adalah data, tetapan, perubah atau hasil dari suatu fungsi sedangkan Operator merupakan simbol-simbol yang memiliki fungsi untuk menghubungkan operand sehingga menjadi tranformasi. Jenis-jenis operator adalah sebagai berikut :

a.       Operator Aritmetika Operator untuk melakukan fungsi aritmetika seperti : +(penjumlahan), – (mengurangkan), * (mengalikan), / (membagi).

b.      Operator relational Operator untuk menyatakan relasi atau perbandingan antara dua operand, seperti > (lebih besr), =(lebih besar atau sama), <= (lebih kecil atau sama), == (sama), != (tidak sama).

c.       Operator Logik Operator untuk merelasikan operand secara logis seperti && (and), || (or), !(not).

D.      Kegiatan belajar 4 – Tipe – tipe operasi data

Transfer data, meliputi kegiatan: 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: Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain; Menetapkan alamat memori, Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori actual, Mengawali pembacaan / penulisan memori (Apabila memori dilibatkan). Operasi set instruksi untuk transfer data, antara lain: MOVE, STORE, LOAD, EXCHANGE, CLEAR / RESET, SET, PUSH, POP.

ARITHMETIC. Tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic, antara lain: Transfer data sebelum atau sesudah; Melakukan fungsi dalam ALU; dan Menset kode-kode kondisi dan flag. Operasi set instruksi untuk arithmetic, yaitu: ADD, SUBTRACT, DIVIDE, ABSOLUTE, NEGATIVE, DECREMENT, INCREMENT

LOGICAL. Tindakan CPU untuk melakukan operasi logical, sama dengan arithmetic. Operasi set instruksi untuk operasi logical, yaitu: AND, OR, NOT, EXOR; COMPARE; TEST; SHIFT; ROTATE.

CONVERSI. Tindakan CPU untuk melakukan operasi Conversi, sama dengan arithmetic dan logical. Operasi set instruksi untuk conversi, yaitu: TRANSLATE dan CONVERT.

I/O. Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT, yaitu: Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped , dan Mengawali perintah ke modul I/O. Operasi set instruksi Input / Ouput, antara lain: INPUT, OUTPUT, START I/O, TEST I/O.

TRANSFER CONTROL. Tindakan CPU untuk transfer control, yaitu Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return. Operasi set instruksi untuk transfer control, meliputi: JUMP (cabang); JUMP BERSYARAT; JUMP SUBRUTIN; RETURN; EXECUTE; SKIP; SKIP BERSYARAT; HALT; WAIT (HOLD); NO OPERATION

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 control.

E.       Kegiatan belajar 5 – Instruksi percabangan

Struktur Branching (Percabangan)

Ø  IF

Instruksi IF digunakan untuk memeriksa suatu kondisi dan melaksanakan instruksi lain jika kondisi tersebut terpenuhi atau bernilai true. Statement pada sintaks if boleh berupa satu instruksi tunggal atau beberapa instruksi (block statement) yang ditulis dalam {}.

Ø  If Else

Apabila evaluasi terhadap kondisi memberikan nilai true maka statementdikerjakan, sebaliknya jika false maka statement2 dikerjakan.Jadi yang dikerjakan selalu salah satu dari kedua statement.Statement dapat berupa Apabila evaluasi terhadap kondisi memberikan nilai true maka statementdikerjakan, sebaliknya jika false maka statement2 dikerjakan.Jadi yang dikerjakan selalu salah satu dari kedua statement.

Ø  Nested If (Struktur If bersarang)

Pada suatu instruksi if, statement yang dikerjakan apabila kondisi bernilai true dapat berupa instruksi if yanglain. Strukstur instruksi seperti ini disebut nested if (if bersarang). Hal yang sama juga berlaku untuk statement yang dikerjakan pada bagian klausa else.

BAB III

MODE DAN FORMAT PENGALAMATAN

A.      Kegiatan belajar 1 – Inherent

Dalam mode pengalamatan inherent, semua informasi yang dibutuhkan untuk operasi telah diketahui otomatis oleh CPU, dan tidak dibutuhkan operan eksternal dari memori atau dari program. Contoh: 0200 4C INCA ; increment akumulator.

B.       Kegiatan belajar 2 – Immediate

Dalam mode pengalamatan immediate, operan terkandung di dalam byte yang langsung mengikuti kode operasi. Mode ini digunakan saat suatu harga atau konstanta diketahui saat program dibuat dan tidak akan dirubah selama eksekusi program. Operasi dengan mode ini membutuhkan dua byte instruksi, satu untuk kode operasi dan satu lagi untuk data byte. Contoh: 0200 A6 02 LDA #$02 ; Load konstanta ke akumulator.

C.       Kegiatan belajar 3 – Direction

Mode pengalamatan direct mirip dengan mode pengalamatan extended kecuali bahwa upper byte dari alamat operan selalu dianggap $00. Karena itu, hanya lower-byte dari operan yang diperlukan untuk dimasukkan dalam instruksi. Pengalamatan direct menyebabkan efisiensi alamat dalam 256 byte pertama dalam memori. Dalam mode ini instruksi terdiri dari dua byte, satu untuk kode operasi dan satu lagi untuk alamat operan. Contoh: 0200 B6 E0 LDA $E0.

D.      Kegiatan belajar 4 – Extended

Dalam mode pengalamatan extended, alamat dari operan terkandung dalam dua byte yang mengikuti kode operasi. Pengalamatan extended ini dapat digunakan untuk mengakses semua lokasi dalam memori mikrokontroler termasuk I/O, RAM ROM, dan EPROM. Karena itu operasi ini membutuhkan tiga byte, satu untuk kode operasi, dan dua untuk alamat dari operan.Contoh : 0200 C6 03 65 LDA $0365.

E.       Kegiatan belajar 5 – Indexed

Ø  Dalam mode pengalamatan indexed, alamat efektif adalah variabel dan tergantung pada dua faktor: 1) isi index register saat itu dan 2) nilai offset yang terkandung dari byte yang mengikuti kode operasi. Terdapat tiga jenis pengalamatan indexed yang didukung oleh CPU keluarga M68HC05, yaitu: no-offset, 8-bit offset, dan 16-bit offset. Dalam mode pengalamatan indexed-no offset, alamat efektif dari operan terkandung dalam index register 8-bit. Karena itu, mode pengalamatan ini dapat mengakses 256 lokasi memori (dari $0000 sampai $00FF).Instruksi mode ini membutuhkan satu byte instruksi. Contoh: 0200 F6 LDA 0,X.

INDEXED-NO OFFSET dan INDEXED-8 BIT OFFSET

Ø  Mode pengalamatan indexed-8 bit offset. Dalam mode pengalamatan ini,alamat efektif dicapai dengan menambahkan data byte yang mengikuti kode operasi dengan isi dari index register. Operasi ini adalah dua byte instruksi di mana offset terkandung dalam byte yang mengikuti kode operasi. Isi dari index register tidak akan dirubah. Contoh: 0200 E6 05 LDA 5,X

Ø  Mode pengalamatan indexed-16 bit offset. Dalam mode pengalamatan ini,alamat efektif dari operan suatu instruksi adalah hasil penjumlahan antara isi dari index register 8-bit dengan dua byte alamat yang mengikuti kode operasi. Instruksi ini memakan tiga byte, satu untuk kode operasi dan dua byte untuk offset 16-bit. Contoh: 0200 D6 03 77 LDA $377,X

F.        Kegiatan belajar 6 – Relative

Mode pengalamatan relative ini digunakanhanya dalam instruksi percabangan. Instruksi percabangan, selain percabangan instruksi manipulasi bit, membangkitkan dua byte kode mesin: satu untuk kode operasi dan satu untuk offset relatifnya. Karena kemampuannya untuk bercabang ke dua arah, byte offset adalah bilangan bertanda dengan jangkauan –128 sampai +127. Jika kondisi percabangan TRUE, isi dari byte bertanda 8-bit yang mengikuti kode operasi akan ditambahkan dengan isi dari PC untuk membentuk alamat efektif percabangan; jika FALSE maka kontrol program akan terus ke instruksi di bawah instruksi percabangan. Programmer akan menspesifikasikan tujuan dari percabangan sebagai alamat absolute (dengan label atau alamat langsung). Kemudianassembler akan mengkalkulasi offset relatif 8- bit yang akan diletakkan di belakang kode memori dalam memori. Contoh: 0200 27 rr BEQ DESTInstruksi-instruksi Mode Pengalamatan RELATIVE