KONSEP DASAR SISTEM BILANGAN
Sistem Bilangan Desimal dan Binersistem bilangan desimal atau denary, yaitu sistem
bilangan dengan basis 10, yang mempunyai 10 buah simbol, yaitu 0,1,2 … 9. Sedangkan Sistem biner merupakan sistem bilangan berbasis 2, dan hanya mempunyai dua buah simbol yaitu 0
dan 1. Berikut ini adalah perbandingan sistem bilangan desimal dan biner.
Sistem Bilangan Desimal
Base (Radix) : 10
Absolute Digit : 0,1,2 … 9
Positional Value : … 102 101 100 10-1 10-2 …
Contoh:
743,15 = 7 * 102 + 4 * 101 + 3 * 100 + 1 * 10-1 + 5 * 10-2
Operasi dalam sebuah komputer dilakukan dalam sistem bilangan biner.
Base (Radix) : 2
Absolute Digit : 0,1
Positional Value : … 22 21 20 2-1 2-2 …
Contoh:
00110 = 0 * 24 + 0 * 23 + 1 * 22 + 1 * 21 + 0 * 20
Sistem Bilangan Oktal
Base (Radix) : 8
Absolute Digit : 0,1,2 … 7
Positional Value : … 82 81 80 8-1 8-2 …
Bilangan oktal adalah sistem bilangan yang berbasis 8 dan mempunyai delapan simbol
bilangan yang berbeda 0,1,2 … 7. Pada suatu bilangan oktal bisa diuraikan dalam
eksponen basis 8.
Sistem Bilangan Heksadesimal
Base (Radix) : 16
Absolute Digit : 0,1,2 … 9, A, B, C, D, E, F
Positional Value : … 162 161 160 16-1 16-2 …
Contoh:
Konversikan bilangan 110112 ke bilangan desimal
110112 = 24 + 23 + 21 + 20
= 16 + 8 + 2 + 1
= 2710
Konversikan bilangan 7568 ke bilangan desimal
7568 = 7 * 82 + 5 * 81 + 6 * 80
= 448 + 40 + 6
= 49410
Konversikan bilangan 31A16 ke bilangan desimal
31A16 = 3 * 162 + 1 * 161 + 10 * 160
= 768 + 16 + 10
= 79410
Konversi dari suatu sistem bilangan ke sistem bilangan desimal
Konversikan bilangan 110112 ke bilangan desimal
110112 = 24 + 23 + 21 + 20
= 16 + 8 + 2 + 1
= 2710
Konversi sistem bilangan biner ke sistem bilangan octal
10110111,1011102
kita akan kelompokkan tiga-tiga:
10 110 111, 101 1102 = 267,568
Konversi sistem bilangan oktal ke sistem bilangan biner
Rumus:
Kembalikan nilai oktal sesuai dengan nilai biner yang bersesuaian
Contoh:
745,238 = 111 100 101, 010 0112
= 111100101,0100112
Konversi sistem bilangan biner ke sistem bilangan heksadesimal
Rumus:
- • Kelompokkan empat-empat.
- • Jika kurang dari empat diberi 0 di depan untuk bilangan di depan koma dan di
Contoh:
1011110111,011010002
kita akan kelompokkan empat-empat:
0010 1111 0111, 0110 10002 = 2F7,6816
Konversi sistem bilangan heksadesimal ke sistem bilangan biner
Rumus:
Kembalikan nilai hex sesuai dengan nilai biner yang bersesuaian (lihat tabel)
Contoh:
ABC,DE16 = 1010 1011 1100, 1110 11112
= 101010111100,111011112
Tabel Konversi bilangan heksadesimal ke bilangan biner
Heksadesimal Biner Heksadesimal Biner
0 0000 8 1000
1 0001 9 1001
2 0010 A 1010
3 0011 B 1011
4 0100 C 1100
5 0101 D 1101
6 0110 E 1110
7 0111 F 1111
OPERASI ARITMETIKA PADA SISTEM BILANGAN BINER
Operasi Penjumlahan pada bilangan biner
Untuk melakukan penjumlahan pada bilangan biner, pada prinsipnya sama saja dengan
penjumlahan pada bilangan desimal. Kita dapat menjumlahkan dua deretan bilangan
biner dengan cara menyusunnya dan kita jumlahkan satu persatu dari atas ke bawah. Jika
jumlahnya lebih besar dari bilangan basisnya, maka ada bilangan yang disimpan (carry).
Carry ini yang kemudian dijumlahkan dengan digit di sebelah kirinya dan seterusnya.
Dalam penjumlahan bilangan biner, carry akan timbul jika jumlah dari dua digit yang
dijumlahkan adalah 2.
Berikut adalah aturan dasar untuk penjumlahan pada sistem bilangan biner.
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0 with carry, yang dimaksud carry adalah bilangan yang disimpan 1.
Contoh:
Jumlahkan 110012 + 110112
Untuk lebih jelasnya dapat kita gambarkan ke dalam tabel sbb.
Eksponen 25 24 23 22 21 20
(32) (16) (8) (4) (2) (1)
Bil. Ke 1 1 1 0 0 1
Bil. Ke 2 1 1 0 1 1
Carry 1 1 1 1
Hasil 1 1 0 1 0 0
Jika lebih dari dua digit biner yang dijumlahkan, maka ada kemungkinan carry yang
disimpan lebih besar dari 1. Sebagai contoh,
1 + 1 = 0, bilangan carry = 1
1 + 1 + 1 = 1, bilangan carry = 1
1 + 1 + 1 + 1 = (1 + 1) + (1 + 1)
= ( 0, carry 1) + (0, carry 1)
= (0, carry 2)
1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 1 + (1 + 1) + (1 + 1)
= 1, carry 2
Operasi Pengurangan pada bilangan biner
Pada bagian ini, kita hanya akan meninjau pengurangan bilangan biner yang memberikan
hasil positif. Dalam hal ini, metode yang digunakan adalah sama dengan metode yang
digunakan untuk pengurangan pada bilangan desimal. Dalam pengurangan bilangan
biner, jika perlu dipinjam 1 (borrow) dari kolom di sebelah kirinya yang mempunyai
derajat lebih tinggi.
Berikut adalah aturan dasar untuk pengurangan pada sistem bilangan biner.
0 – 0 = 0
1 – 0 = 1
1 – 1 = 0
0 – 1 = 1 pinjam (borrow) 1.
Operasi Pengurangan pada bilangan biner yang serupa dengan operasi pengurangan pada
bilangan desimal dikenal dengan True Form.
Contoh
[0]110 0111 = +(64 + 3 + 4 + 2 + 1) = +103
[1]101 0101 = -(64 + 16 + 4 + 1) = -85
dan seterusnya.
GERBANG LOGIKA
Gerbang Logika adalah piranti dua keadaan yang memiliki output dua keadaan: output
dengan 0 volt yang menyatakan logika 0 (rendah) dan output dengan tegangan tetap yang
menyatakan logika 1 (tinggi). Gerbang logika dapat mempunyai beberapa input yang
hanya terdiri dari dua kemungkinan 0 dan 1.
Dalam keadaan dasar, gerbang logika mempunyai dua input dan satu output. Bentukbentuk
dasar gerbang logika beserta simbol dan tabel kebenarannya dapat dijelaskan
sebagai berikut
:
GERBANG AND (AND GATE)
Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan output 1 jika semua input adalah 1, jika
tidak maka outputnya 0.
Gerbang NOT (NOT GATE)
Gerbang NOT merupakan gerbang satu input yang berfungsi sebagai pembalik. Dikenal
juga sebagai inverter, yaitu pembalik nilai. Jika inputnya 0, outputnya menjadi 1 dan
sebaliknya.
GERBANG NAND / NOT-AND (NAND GATE)
Gerbang NAND akan mempunyai output 0, bila semua inputnya adalah 1. Sebaliknya,
jika ada sebuah input 0 pada sembarang input pada gerbang NAND, maka outputnya
akan bernilai 1.
GERBANG NOR / NOT-OR (NOR GATE)
Gerbang NOR akan memberikan output 0 jika salah satu dari inputnya adalah 1. Jika
diinginkan outputnya bernilai 1, maka semua input harus dalam keadaan 0.
Gerbang XOR (XOR GATE)
Gerbang XOR, dari kata Exclusive OR, akan memberikan output 1, jika masing-masing
inputnya mempunyai nilai yang berbeda. Jika dilihat dari tabel kebenarannya, output
pada gerbang XOR merupakan penjumlahan biner dari inputnya.
GERBANG NXOR / NOT-XOR (NXOR GATE)
Gerbang NXOR merupakan ingkaran dari gerbang XOR. Hasil masing-masing outputnya
adalah output gerbang XOR yang diinvers.
FLIP-FLOP
Flip-flop merupakan suatu memori dengan kapasitas 1 bit. Selama catu daya-nya terpasang maka memorinya akan bertahan. Dalam penerapannya, memori yang terkandung dalam flip-flop dapat diubah dengan memberikan clock pada masukannya. Flip-flop disusun dari rangkaian dasar yang berupa latch yaitu latch SR. Latch jenis ini dapat dibentuk dari gerbang NAND dan gerbang NOR, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1 dan 2.
Gambar 1. SR latch menggunakan gerbang NAND.
Sedangkan tabel kebenarannya adalah seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Tabel kebenaran SR latch NAND
Gambar 2. SR latch menggunakan gerbang NOR.
tabel kebenaran dari SR latch gerbang NOR adalah seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Tabel kebenaran SR latch NOR
CPU ( central processing unit )
Komponen Utama CPU
CPU 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 3.1 dan struktur detail internal CPU terlihat pada gamber 3.2. CPU tersusun atas beberapa komponen, yaitu :
• 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. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.
• Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol computer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi – instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
• Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.
Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.
• 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.
Fungsi CPU
Fungsi CPU adalah penjalankan program – program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.
Untuk memahami fungsi CPU dan caranya berinteraksi dengan komponen lain, perlu kita tinjau lebih jauh proses eksekusi program. Pandangan paling sederhana proses eksekusi program
adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute). Siklus instruksi yang terdiri dari siklus fetch dan siklus eksekusi diperlihatkan pada gambar 3.3 berikut.
Siklus Fetch – Eksekusi
Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori. Terdapat register dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC). PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi.
Instruksi – instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR). Instruksi –instruksi ini dalam bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan. Aksi – aksi ini dikelompokkan menjadi empat katagori, yaitu :
• CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.
• CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.
• Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.
• Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.
Perlu diketahui bahwa siklus eksekusi untuk suatu instruksi dapat melibatkan lebih dari sebuah referensi ke memori. Disamping itu juga, suatu instruksi dapat menentukan suatu operasi I/O. Perhatikan gambar 3.4 yang merupakan detail siklus operasi , yaitu :
• Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.
• Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
• Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
• Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
• Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
• Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
• Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori.
Fungsi Interrupt
Fungsi interupsi adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi. Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.
Tujuan interupsi secara umum untuk menejemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul – modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU disamping itu kecepatan eksekusi masing – masing modul berbeda sehingga dengan adanya fungsi interupsi ini dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul. Macam – macam kelas sinyal
interupsi :
• Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
• Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
• I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
• Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.
Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi – instruksi lain. Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor. Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi.
Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak. Apabila interupsi ditangguhkan, prosesor akan melakukan hal – hal dibawah ini :
1. Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan.
2. Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler.
MEMORI
Memori adalah bagian dari komputer tempat program – program dan data – data
disimpan. Bebarapa pakar komputer (terutama dari Inggris) menggunakan istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket. Tanpa sebuah memori sebagai tempat untuk mendapatkan informasi guna dibaca dan ditulis oleh prosesor maka tidak akan ada komputer – komputer digital dengan system penyimpanan program.
Walaupun konsepnya sederhana, memori komputer memiliki aneka ragam jenis,
teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya. Dalam bab ini akan dibahas mengenai memori internal dan bab selanjutnya membahas memori eksternal. Perlu dijelaskan sebelumnya perbedaan keduanya yang sebenarnya fungsinya sama untuk penyimpanan program maupun data.
Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Sebenarnya terdapat beberapa macam memori internal, yaitu register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor. Sedangkan memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, seperti disket dan hardisk.
Operasi Sel Memori
Elemen dasar memori adalah sel memori. Walaupun digunakan digunakan sejumlah teknologi elektronik, seluruh sel memori memiliki sifat – sifat tertentu :
• Sel memori memiliki dua keadaan stabil (atau semi-stabil), yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0.
• Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali).
• Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca.
Karakteristik Sistem Memori
Karakteristik penting sistem memori komputer
Karakteristik Macam/ Keterangan
Lokasi
1. CPU
2. Internal (main)
3. External (secondary)
Kapasitas
1. Ukuran word
2. Jumlah word
Satuan transfer
1. Word
2. Block
Metode akses
1. Sequential access
2. Direct access
3. Random access
4. Associative access
Kinerja
1. Access time
2. Cycle time
3. Transfer rate
Tipe fisik
1. Semikonduktor
2. Magnetik
Karakteristik fisik
1. Volatile/nonvolatile
2. Erasable/nonerasable
Keandalan Memori
Memori harus mempu mengikuti kecepatan CPU sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar CPU dan memori tanpa adanya waktu tunggu karena komponen lain belum selesai prosesnya. Mengenai harga, sangatlah relatif. Bagi produsen selalu mencari harga produksi paling murah tanpa mengorbankan kualitasnya untuk memiliki daya saing di pasaran.
Hubungan harga, kapasitas dan waktu akses adalah :
• Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya.
• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya.
• Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya.
Semakin menurunnya hirarki maka hal berikut akan terjadi :
• Penurunan harga/bit
• Peningkatan kapasitas
• Peningkatan waktu akses
• Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.
Satuan Memori
Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut bit. Suatu bit dapat berisi sebuah
angka 0 atau 1. Ini adalah satuan yang paling sederhana. Memori juga dinyatakan dalam byte (1
byte = 8 bit). Kumpulan byte dinyatakan dalam word. Panjang word yang umum adalah 8, 16,
dan 32 bit.
Memori Utama Semikonduktor
Pada komputer lama, bentuk umum random access memory untuk memori utama adalah
sebuah piringan ferromagnetik berlubang yang dikenal sebagai core, istilah yang tetap
dipertahankan hingga saat ini.
UNIT MASUKAN DAN KELUARAN
I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.
Ada beberapa alasan kenapa piranti – piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer, yaitu :
• Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila system komputer herus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut.
• Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori.
• Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya.
Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki dua buah fungsi utama, yaitu :
1. Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.
2. Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu.
Sistem Masukan & Keluaran Komputer
Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan gambar 6.1 yang menyajikan model generik modul I/O.
Fungsi Modul I/O
Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan.
Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral denganbkecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan.
Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain – lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.
Struktur Modul I/O
Terdapat berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer itu sendiri,
contoh yang sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang sering disebut PPI
(Programmable Peripheral Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O,
terdapat kemiripan struktur, seperti terlihat pada gambar 6.3
Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan danswitching pada blok ini.
Teknik Masukan/Keluaran
Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access). Ketiganya memiliki keunggulan maupun kelemahan, yang penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing – masing teknik.
Pengontrol Interrupt Intel 8259A
Intel mengeluarkan chips 8259A yang dikonfigurasikan sebagai interrupt arbiter pada mikroprosesor Intel 8086. Intel 8259A melakukan manajemen interupsi modul – modul I/O yang tersambung padanya. Chips ini dapat diprogram untuk menentukan prioritas modul I/O yang lebih dulu ditangani CPU apabila ada permintaan interupsi yang bersamaan. Gambar 6.4
menggambarkan pemakaian pengontrol interupsi 8259A. Berikut mode – mode interupsi yang mungkin terjadi :
• Fully Nested: permintaan interupsi dengan prioritas mulai 0 (IR0) hingga 7(IR7).
• Rotating: bila sebuah modul telah dilayani interupsinya akan menempati prioritas terendah.
• Special Mask: prioritas diprogram untuk modul I/O tertentu secara spesial.
Programmable Peripheral Interface Intel 8255A
Contoh modul I/O yang menggunakan I/O terprogram dan interrupt driven I/O adalah Intel 8255A Programmable Peripheral Interface (PPI). Intel 8255A dirancang untuk keperluan mikroprosesor 8086. Gambar 6.5 menunjukkan blok diagram Intel 8255A dan pin layout-nya.
Bagian kanan dari blok diagram Intel 8255A adalah 24 saluran antarmuka luar, terdiri atas 8 bit port A, 8 bit port B, 4 bit port CA dan 4 bit port CB. Saluran tersebut dapat deprogram dari mikroprosesor 8086 dengan menggunakan register kontrol untuk menentukan bermacam – macam mode operasi dan konfigurasinya. Bagian kiri blok diagram merupakan interface internal
dengan mikroprosesor 8086. Saluran ini terdiri atas 8 bus data dua arah (D0 – D7), bus alamat, dan bus kontrol yang terdiri atas saluran CHIP SELECT, READ, WRITE, dan RESET.
Pengaturan mode operasi pada register kontrol dilakukan oleh mikroprosesor., Pada Mode 0, ketiga port berfungsi sebagai tiga port I/O 8 bit. Pada mode lain dapat port A dan port B sebagai port I/O 8 bit, sedangkan port C sebagai pengontrol saluran port A dan B.
PPI Intel 8255A dapat diprogram untuk mengontrol berbagai peripheral sederhana.
Direct Memory Access (DMA)
Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan Interrupt-Driven I/O
memiliki kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Hal ini berimplikasi pada :
• Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU.
• Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.
Bertolak dari kelemahan di atas, apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar dikembangkan
teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA).
Prinsip kerja DMA adalah CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja. Dengan demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi
Perangkat Eksternal
Mesin komputer akan memiliki nilai apabila bisa berinteraksi dengan dunia luar. Lebih
dari itu, komputer tidak akan berfungsi apabila tidak dapat berinteraksi dengan dunia luar. Ambil
contoh saja, bagaimana kita bisa menginstruksikan CPU untuk melakukan suatu operasi apabila
tidak ada keyboard. Bagaimana kita melihat hasil kerja sistem komputer bila tidak ada monitor.
Keyboard dan monitor tergolang dalam perangkat eksternal komputer.
Secara umum perangkat eksternal diklasifikasikan menjadi 3 katagori:
Human Readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan manusia sebagai
pengguna komputer. Contohnya: monitor, keyboard, mouse, printer, joystick, disk
drive.
• Machine readable, yaitu perangkat yang berhubungan dengan peralatan. Biasanya berupa modul sensor dan tranduser untuk monitoring dan kontrol suatu peralatan atau sistem.
• Communication, yatu perangkat yang berhubungan dengan komunikasi jarak jauh. Misalnya: NIC dan modem.
Pengklasifikasian juga bisa berdasarkan arah datanya, yaitu perangkat output, perangkat input dan kombinasi output-input. Contoh perangkat output: monitor, proyektor dan printer. Perangkat input misalnya: keyboard, mouse, joystick, scanner, mark reader, bar code reader
Refrensi:
http://tayaa90.wordpress.com/2009/12/16/13/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar