Apa maksud flag dalam arsitektur dan organisasi komputer

ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER rsp oak informatika 1

Microprocessor Intel 80x86 rsp oak informatika 2

Central Processing Unit (CPU) CPU merupakan eupa a prosesor untuk memproses data Terpusat (central) merupakan pusat pemroses data pada komputer Merupakan unit suatu chip atau IC yang mengandung jutaan transistor. rsp oak informatika 3

Perkembangan Prosesor Terkait dengan perusahaan IBM dan Intel Prosesor Intel pertama kali diperkenalkan 4004 tahun 1971 Konsep kompatibilitas menjadi penting selama proses perkembangan CPU rsp oak informatika 4

Perkembangan Prosesor Intel dan lainnya Generasi Prosesor Tahun Jumlah Transistor 1st 8086, 8088 1978-1981 22.000 2nd 80286 1984 128.000 3rd 80386DX, 80386SX 1987-1988 250.000 4th 1990-1992 1.200.000 80486DX, 80486DX2, 80386DX4 5th Pentium, IBM, AMD K5, Pentium MMX 6th Pentium Pro, PII, Celeron, AMD Athlon, Duron 1993,1996 3.100.000 1996-2000 5.000.000 25.000.000 7th Pentium IV 2000 42.000.000 8th Itanium(64 bit), AMD 2001-2003 25.000.000 Athlon 64 rsp oak informatika 5

Register Data Register 16 bit ( satuan word ) AX, BX, CX, dan DX Register 8 bit ( satuan byte ) AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL, dan DH L = Low ( 8 bit pertama ) H = High ( 8 bit kedua ) rsp oak informatika 7

AX ( Akumulator ) Di gunakan untuk perkalian, pembagian dan operasi I/O ( keluaran/masukan) k ukuran word Register AL digunakan operasi yang sama dalam ukuran byte, serta dalam operasi translasi dan aritmatika. Register AH juga mempunyai fungsi yang sama dengan AL. rsp oak informatika 8

BX ( Register Basis ) Digunakan untuk membawa data alamat memori rsp oak informatika 9

CX ( Pencacah / Counter ) Digunakan untuk menyimpan cacah pengulangan pada operasi string. Register CL biasanya digunakan untuk menyimpan cacah penggeseran untuk instruksi penggeseran dan rotasi rsp oak informatika 10

DX ( Data ) Digunakan dalam operasi perkalian dan pembagian ukuran word. Juga digunakan sebagai nomor port dalam operasi I/O. rsp oak informatika 11

Register register Segmen CS ( Code Segment/Segmen Kode) Digunakan untuk menyimpan kode program DS ( Data Segment/Segmen Data) Digunakan untuk menyimpan data data atau variabelvariabel yang digunakan dalam program. rsp oak informatika 12

SS ( Stack Segment/ Segmen Stak ) Digunakan untuk menyimpan struktur data khusus atau unik, dinamakan stack. FILO First In Last Out LIFO Last In First Out rsp oak informatika 13

ES ( Extra Segment/Segment Ekstra ) Digunakan sebagai segmen data cadangan, biasa digunakan dalam operasi operasi i string rsp oak informatika 14

Register-register Pointer dan Indeks Mikroprosesor 80x86 melakukan akses data menggunakan cara yang sama dengan mengkombinasikan segmen dan offset. Untuk mengakses segmen data, segmen nyanya diperoleh dari DS, dan offsetnya dari BX atau register indeks SI (Source Index) atau DI (Destination Index). rsp oak informatika 15

Untuk mengakses stack, segmen nya diperoleh dari register SS dan offset nya dari register penunjuk SP (Stack Pointer) atau BP (Base Pointer). Sedangkan untuk segmen ekstra, menggunakan segmen dari ES dan digabung dengan SI atau DI. rsp oak informatika 16

Penunjuk Instruksi (Instruction Pointer) Mikroprosesor 80x86 menghitung alamat suatu instruksi yang akan dikerjakan dengan cara mengkombinasikan segmen CS dan Offset IP (CS:IP), sehingga dalam hal ini IP merupakan register yang digunakan untuk menyimpan penunjuk atau offset instruksi yang akan dikerjakan prosesor. Dengan demikian IP didedikasikan untuk menyimpan alamat lokasi instruksi berikutnya. rsp oak informatika 17

Bendera Status ( Status Flags ) Untuk pengambilan keputusan, misalnya suatu proses jika hasil penjumlahan adalah NOL akan dilakukan proses pencetakan string Hasilnya NOL, dan melakukan proses lain jika hasilnya bukan NOL. IF = 0 Then Hasilnya NOL ELSE rsp oak informatika 18

Bit 0, CF ( Carry Flag ) Akan berisi 1 jika suatu penjumlahan menghasilkan sisa (carry) atau suatu pengurangan membutuhkan pinjaman (borrow), selain itu akan bernilai 0. Bit 2, PF ( Parity Flag ) Akan berisi 1 jika hasil dari suatu operasi memiliki cacah genap dari logika 1, selain itu akan berisi 0. rsp oak informatika 20

Bit 4, AF ( Auxiliary Carry Flag ) Sama seperti bit CF, kecuali AF digunakan untuk indikator sisa atau pinjaman dari bit 3, yaitu operasioperasi BCD (Binary Coded Decimal), yaitu sistem bilangan desimal ( 0 sampai 9 ). Bit 6, ZF ( Zero Flag ) Bernilai 1 jika hasil dari suatu operasi adalah nol, selain itu bernilai 0. rsp oak informatika 21

Bit 7, SF ( Sign Flag ) Hanya akan berarti selama operasi bilangan bertanda (i (signed number). Akan berisi i 1 jika hasil suatu operasi (aritmatika, logika, rotasi atau penggeseran) merupakan bilangan negatif. Bit 8, TF ( Trap Flag ) Digunakan untuk menjalankan instruksi langkah demi langkah pada progran DEBUG. rsp oak informatika 22

Bit 9, IF ( Interrupt Enable Flag ) Jika diisi dengan 1, maka membolehkan prosesor 80x86 mengenali permintaan interupsi i dari piranti i piranti eksternal sistem. Dan jika diisi 0 maka semua perintah interupsi di abaikan. rsp oak informatika 23

Bit 10, DF ( Direction Flag ) Akan menaikan (increment, DF=0) atau menurunkan (decrement, DF=1) ) register register i indeks setelah lh dikerjakan suatu indeks strings rsp oak informatika 24

Bit 11, OF ( Overflow Flag ) Merupakan indikator adanya kesalahan (error) selama operasi bilangan bertanda. Misal : operasi tipe word, paling kecil 32767 dan paling besar 32768 Jika 32760 + 20, maka hasil 32790 tidak cukup disimpan pada register (AX, BX, CX atau DX). OF=1 1 (terjadi overflow) rsp oak informatika 25

Pengenalan Emu 8086 rsp oak informatika 26

Apa?? Emu8086 Mempelajari bahasa Assembly gampang atau susah?? Membuat bahasa mesin untuk memprogram mesin li lain atau hardware?? Mengkompile tanpa adanya Interface?? Mungkin?? Emu8086 86 merupakan perangkat lunak emulator (PC Semu) + debugger. www.emu8086.com rgs oak undip 27

Memulai Emu8086 rgs oak undip 28

Ada beberapa sampel source code rgs oak undip 29

Selanjutnya Klik Continue rgs oak undip 30

Menu Pada jendela bagian atas terdapat Menu Bar, antara lain File, Edit, Bookmarks, Makro, Compile, Emulator, Math, Help dan beberapa Sub Menu yang lain. Jika kita akan membuat file baru, maka pilih File New ( COM, EXE, BIN, BOOT Template ) Atau tekan Icon NEW, maka akan muncul : rgs oak undip 31

Pilihan Template File.COM, merupakan file berkas sederhana yang bisa di eksekusi..exe, seperti file.com tetapi lebih kompleks.bin, berkas sederhana yang akan disimpan.boot, membuat jalur atau track pertama (sektor boot ) rgs oak undip 32

Text Editor Digunakan untuk menuliskan program assembly rgs oak undip 33

Kompilasi & Pemrosesan Kesalahan Klik Tombol Emulate untuk Mengkompile rgs oak undip 34

Jika selama proses kompilasi terjadi kesalahan, maka kompiler menampilkan : rgs oak undip 35

Jika Sukses maka : rgs oak undip 36

Untuk melihat hasilnya, klik Run rgs oak undip 37

Setelah Program Selesai rgs oak undip 38

Organisasi dan Arsitektur Komputer Tim Jurusan Sesi 3 Mikroprossesor dan Arsitektur internalnya Nama Mata Kuliah sesuai dengan silabi Dalam hal pengampu matakuliah paralel lebih dari tiga orang, maka dituliskan : “Tim Pengampu Mata Kuliah” “Sesi n” diisi sesuai dengan sesi / pertemuan, contoh : “sesi 1” / “sesi 2” dst Pokok Bahasan Mengikuti Silabi Nomor Kode Mata Kuliah diisi sesuai dengan Mata Kuliah Revisi Terakhir, diisi dengan terakhir kali direvisi, sebelum direvisi, maka diisi tahun pembuatan

Outline Sesi Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan 1 Pendahuluan Definisi organisasi dan arsitektur computer Arsitektur Von Neuman Hubungan organisasi komputer dengan arsitektur komputer 2 Struktur Komputer dan Fungsi Organisasi komputer Blok diagram CPU Organisasi register Register data dan alamat 3 Mikroprossesor dan arsitektur internalnya Arsitektur prosessor X86 Penerapan untuk PC 4 Memori Memori internal Memori eksternal Hirarki memori 5 Cache memori Organisasi cache memori Direct mapped cache Outline berisi daftar isi keseluruhan slide pada sesi yang dimaksud, Jumlah Sub Pokok Bahasan mengikuti yang terdapat pada silabi / SAP - Referensi yang dimaksud adalah referensi yang digunakan pada slide / sesi ini, mengacu pada buku dan bab yang diacu;

Outline Sesi Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan 6 Cache memori Associative cache Set associative cache 7 Virtual memori Konsep virtual memori 8 Mode pengalamatan dan set instruksi Mode pengalamatan register Mode pengalamatan register segera Mode pengalamatan langsung Mode pengalamatan tidak langsung 9 Mode pengalamatan relatif dasar Mode pengalamatan langsung terindeks Mode pengalamatan dasar terindeks 10 Interkoneksi bus Pengertian bus dan sistem bus Struktur bus, jenis bus, metode arbitrasi, interkoneksi bus dan prinsip operasi bus

Outline Sesi Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan 11 I/O Fungsi I/O, Piranti I/O, Operasi I/O dan Mode transfer data. 12 Risc dan Pipelining Reduced instruction set architecture Pipelining RISC Perbedaan RISC dan CISC Prosesor supersaklar 13 Pengenalan multiprosessor Macam-macam arsitektur clean Simetric multiprosessor 14 Operasi unit kendali Operasi mikro Kendali prosesor Kendali mikroprogrammed

Tujuan Intruksional Mampu menjelaskan arsitektur prosessor x86 Tujuan Intruksional yang dimaksud adalah tujuan yang hendak dicapai pada sesi yang dimaksud, jumlah dan isi sesuai dengan silabi dan SAP;

Mikroprossesor dan arsitektur internalnya Sub Pokok Bahasan 1: Pengembangan Processor Sub Pokok Bahasan 2: Sub Pokok Bahasan 3: Sub Pokok Bahasa 4: Jumlah dan isi sub pokok bahasan mengacu pada silabi dan SAP;

8086 Intel 8086 adalah salah satu processor tertua yang ada, dan merupakan arsitektur komputer umum yang digunakan saat ini Perbandingan yang akan dilihat difokuskan pada register, instruction operand, memory dan metode pengalamatan, percabangan, function calls dan format instruksi

x86 processor timeline 1971: Intel’s 4004 adalah microprocessor pertama dengan CPU 4 bit 1978: 8086 adalah processor 16 bit pertama 1981: IBM menggunakan 8088 pada proyek kecil PC mereka. 1989: 80486 memperkenalkan floating-point unit dalam chip yang sama pada main processor dan menggunakan implementasi RISC seperti pipelining untuk meningkatkan performa 1997: Pentium II is superscalar, supports multiprocessing, and includes special instructions for multimedia applications. 2002:The Pentium 4 runs at insane clock rates (3.06 GHz), implements extended multimedia instructions and has a large on-chip cache.

8086 Diperkenalkan tahun 1978 Clock Speed 5, 8 , 10 Mhz Bus Width 16 bit Number of transistor 29.000 Feature size 3 µm Adressable memory 1MB

8086 register Ada 4 general-purpose 32-bit register, yaitu AX BX CX DX Ada 4 32-bit registers yang digunakan untuk pengalamatan memory, yaitu SP BP SI DI Beberapa 16-bit registers digunakan untuk segmentasi memory yaitu :. CS SS DS ES FS GS Ada dua spesial register 32-bit, yaitu EIP adalah instruction pointer atau program counter. FLAGS berisi kondisi kode untuk instruksi percabangan. Memiliki general purpose-register yang terbatas, artinya adalah banyak data yang harus di simpan dalam memory, dan akan dibutuhkan banyak akses ke memory

Arsitektur 8086

Buses and operation Seluruh internal register, begitu pula internal dan eksternal data bus selebar 16 bit. 20 bit external address bus memiliki 1 MB alamat memory (220 = 1,048,576). Memiliki 16 bit I/O address, artinya memiliki 64 KB ruang I/O terpisah (216 = 65,536) Karena register hanya 16 bit maka linier address space dibatasi pada 64 KB.

8086 Register

Register dan Instruksi 8086 memiliki 8 buah 16 bit register termasuk stack pointer. AX, BX CX dan juga dapat diakses sebagai dua kali lebih banyak 8-bit register (lihat gambar) BP, SI, DI, SP adalah register 16 bit tanpa segmentasi

Flags 8086 memiliki 16 bit flag register. 9 register aktif dan menunjukkan status dari processor, yaitu Carry flag, Parity flag, Auxiliary flag, Zero flag, Sign flag, Trap flag, Interrupt flag, Direction flag and Overflow flag.

Status and Control Registers JNM IP – Instruction Pointer – contains the offset of the next instruction to be executed. Flags Register – individual bit positions within register show status of CPU or results of arithmetic operations. Control Flags (Direction, Interrupt, Trap) Status Flags (Carry, Overflow, Sign, Zero, Auxiliary Carry, Parity) 1/2002

Flags - Status JNM Carry (CF) – set when the result of an unsigned arithmetic operation is too large to fit into the destination. Overflow(OF) – set when the result of a signed arithmetic operation is too wide to fit into the destination. Sign(SF) – set when the result of an arithmetic or logical operation generates a negative result. Zero(ZF) – set when the result of an arithmetic or logical operation is zero. 1/2002

Flags – Status (cont) JNM Auxiliary Carry(AF) – set when the result of an operation causes a carry from bit 3 to bit 4. Parity(PF) – reflects whether the number of 1 bits in the result of an operation is even or odd. 1 – odd, 0-even. 1/2002

Flags - Control JNM Interrupt(IF) – dictates whether or not system interrupts can occur. 1 – enabled, 0 – disabled. Trap(TF) – determines whether or not the CPU is halted after each instruction. Allows programmers to do tracing. Direction(DF) – affects block data transfer instructions such as MOVS, CMPS. 0 – up, 1 – down. 1/2002

Processor Murah? IBM PC original menggunakan 8088, yaitu sebuah 8086 dengan 8 bit data bus, bukan 16 bit — ini membuatnya lebih murah untuk desain, dan dapat mempertahankan kompatibilats dengan 8 bit memory, chipsets and hardware yang lain. — Register yang digunakan adalah 16 bit, sehingga akan dibutuhkan 2 siklus clock untuk mentransfer data dari register ke memory Intel menggunakan trik yang sama pada akhir dekade 80an,untuk processor seri 80386SX yang memiliki 16 bit data bus, dibandingkan regular 80386’s yang memiliki 32-bit bus.

Penggunaan 8086 Microcomputer komersial yang dibuat menggunakan 8086 adalah Mycron 2000 Compact Desk Pro pertama kali menggunakan 8086 @ 7.14 Mhz AT&T 6300 PC menggunakan 8086 @ 8Mhz IBM PS/2 model 25 dan 30 menggunakan processor 8086 @ 8 Mhz Amstrad PC1512, PC1640, PC 2086, PC3086 menggunakan 8086 @ 8 MHz

Penggunaan 8086 contd NEC PC 9801 Tandy 1000 SL IBM Displaywriter word processing machine dan Wang Professional Computer NASA menggunakan 8086 CPU pada peralatan yang digunakan untuk merawat space shuttle pada ground based maintenance

Pengembangan X86 80286, 80386, 80386SX, 80486, 80486 DX, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Core, Dual Core, Core 2 duo, I series processor

Referensi Wikipedia an other source Tiap referensi lebih spesifik pada bab / chapter / sesi yang diacu pada sesi / pertemuan yang dimaksud

Tugas Presentasi Bahas arsitekturnya, dan perbedaan dengan teknologi sebelumnya ( atau teknologi dari pesaing AMD) Arsitektur dari processor, bus dan cache Dikumpulkan dlm bentuk makalah, dan siapkan PPT max 10 hal