This is default featured slide 1 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.

This is default featured slide 2 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.

This is default featured slide 3 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.

This is default featured slide 4 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.

This is default featured slide 5 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.

Kamis, 01 Desember 2011

Sistem I/O



Sistem I/O

  • Perangkat Keras I/O
  • Aplikasi Antarmuka I/O
  • Kernel I/O Subsystem
  • Mengubah I/O Request Menjadi Operasi Perangkat Keras
  • Streams
  • Performance

Perangkat Keras I/O

  • Banyaknya jenis perangkat keras I/O
  • Konsep Umum :
Port
Bus (Daisy chain atau shared direct access)
Controller (host adapter)
  • Perangkat kontrol instruksi I/O
  • Perangkat-perangkat tersebut memiliki alamat, digunakan
untuk:
Instruksi I/O langsung
Memory-mapped I/O

Jenis Perangkat Keras

  • Perangkat penyimpan data
  • Perangkat penghubung
  • Perangkat antarmuka dengan user

Konsep Umum
  • Suatu perangkat berhubungan dengan sistem komputer dengan
          cara mengirim sinyal melalui suatu kabel atau bahkan melalui
  • udaraPerangkat tersebut berkomunikasi dengan mesin melalui port
  • Struktur komputer yang umum dipakai adalah Daisy Chain

I/O Port Register

  • Register Status
  • Register Control
  • Register Data-in
  • Register Data-out
Transformasi I/O Menjadi Operasi H/W
Proses:
  1. Blocking read system call diberikan pada pendeskripsi data dari data yang sudah terbuka sebelumnya.
  2. Kode di kernel memeriksa parameter. Dalam proses input, jika data sudah ada di buffer, data dikembalikan ke proses dan permintaan I/O selesai . Contoh: membaca data dari disk untuk di proses.
  3. Menentukan device yang mengandung data,
  4. Menerjemahkan nama ke perwakilan device
  5. Secara fisik memindahkan data dari disk ke buffer
  6. Mempersiapkan data untuk proses permintaan I/O Mengembalikan kontrol ke proses
Kinerja I/O

  1. Pembuat CPU melaksanakan kode device-driver
  2. Memberitahukan ke-tidak efisien-an pada mekanisme penanganan interrupt dalam kernel
  3. Me-load memory bus sewaktu menyalin data yang dilakukan dicontroller dan physical memory
Meningkatkan Kinerja I/O

  1. Memperkecil jumlah context switch
  2. Memperkecil jumlah penyalinan data yang dilakukan sewaktu pengoperan data antara device dan aplikasi
  3. Memperkecil jumlah interrupt dengan menggunakan transfer secara besar-besaran, smart controllers dan polling (jika busywaiting bisa diminimalisir)
  4. Menambah konkurensi dengan menggunakan DMA controllers atau channels yang telah diketahui untuk meng-offload pennyalin sederhana dari CPU
  5. Memindahkan proses-proses primitif ke perangkat keras, untuk membuat operasinya dalam device controllers konkuren dengan CPU dan operasi Bus
  6. Menyeimbangkan CPU, memory subsystem, bus, dan I/O performance, karena kelebihan di salah satu area akan membuat keterlambatan pada yang lain

Jumat, 25 November 2011

Sejarah perkembangan microprocesor

1.         Tahun 1971 Microprocessor 4004Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertamaIntel , microprocessor 4004 ini digunakan padamesinkalkulator Busicom. Dengan penemuan ini makaterbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasanbuatan padabenda mati



2.         1972 dan 1974 8008 8080 munculah microprocessor Menjadi otak dari sebuah 8008 yang berkekuatan 2 komputer yang bernama Altair,Kali lipat dari pendahulunya pada saat itu terjual sekitar yaitu 4004 sepuluh ribu dalam 1 bulan. hmz#design


3.         Processor 8086 (1978) merupakan CPU 16 bit pertama Intel yang menggunakan bus sistem 16 bit. Tetapi perangkat keras 16 bit seperti motherboard saat itu terlalu mahal, dimana komputer mikro 8 bit merupakan standart. Pada 1979 Intel merancang ulang CPU sehingga sesuai dengan perangkat keras 8 bit yang ada. PC pertama (1981) mempunyai CPU 8088 ini. 8088 merupakan CPU 16 bit, tetapi hanya secara internal. Lebar bus data eksternal hanya 8 bit yang memberi kompatibelan dengan perangkat keras yang ada.vTahun 1978 i8086-i8088 Microprocessor



4.         Tahun 1982 Microprocessor i286 Microprocessor 1. Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah. 286 menghasilkan kerja lebih banyak tiap tik clock daripada 8088/8086. Pada kecepatan awal (6 MHz) berunjuk kerja empat kali lebih baik dari 8086 pada 4.77 MHz. Belakangan diperkenalkan dengan kecepatan clock 8,10,dan 12 MHz yang digunakan pada IBM PC-AT (1984). Pembaharuan yang lain ialah kemampuan untuk bekerja pada protected mode/mode perlindungan – mode kerja baru dengan “24 bit virtual address mode”/mode pengalamatan virtual 24 bit, yang menegaskan arah perpindahan dari DOS ke Windows dan multitasking. Tetapi anda tidak dapat berganti dari protected kembali ke real mode / mode riil tanpa mere- boot PC, dan sistem operasi yang menggunakan hal ini hanyalah OS/2 saat itu.



5.         Tahun 1985 Microprocessor Intel386™ 1. 386 diluncurkan 17 Oktober 1985. 80386 merupakan CPU 32 bit pertama. Prosessor ini dapat mengalamati memori hingga 4 GB dan mempunyai cara pengalamatan yang lebih baik daripada 286. 386 bekerja pada kecepatan clock 16,20, dan 33 MHz2. 386 mengenalkan mode kerja baru. Mode Kerja Baru itu disebut virtual 8086 yang terbuka untuk multitasking karena CPU dapat membuat beberapa 8086 virtual di tiap lokasi memorinya sendiri-sendiri.



6.         1989: Intel486 DX CPU Microprocessor1. 80486 dikeluarkan 10 April 1989 dan bekerja dua kali lebih cepat dari pendahulunya. Hal ini dapat terjadi karena penanganan perintah-perintah x86 yang lebih cepat, lebih-lebih pada mode RISC. Pada saat yang sama kecepatan bus dinaikkan, tetapi 386DX dan 486DX merupakan chip 32 bit. Sesuatu yang baru dalam 486 ialah menjadikan satu math coprocessor/prosesor pembantu matematis.2. Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehinggamemperkecil beban kerja pada process



7.         1993: Intel® Pentium® Processor 1. Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, danfoto 1995: Intel® Pentium® Pro Processor2.Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untukmemproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.



8.         1997: Intel® Pentium® II ProcessorDiperkenalkan 7 Mei 1997, Pentium II mempunyai fitur- fitur :1. CPU diletakkan bersama dengan 512 KB L2 di dalam sebuah modul SECC (Single Edge Contact Cartridge)2. Terhubung dengan motherboard menggunakan penghubung/konektor slot one dan bus P6 GTL+.3. Perintah-perintah MMX.4. Perbaikan menjalankan program 16 bit (menyenangkan bagi pengguna Windows 3.11)5. Penggandaan dan perbaikan cache L1 (16 KB + 16 KB).6. Kecepatan internal meningkat dari 233 MHz ke 300 MHz (versi berikutnya lebih tinggi).7. Cache L2 bekerja pada setengah kecepatan CPU.



9.         Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untukpengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang inginmembangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeronini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya denganinstruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, danharga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembalimemberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.v Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yangingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu. 1999: Intel® Celeron® Processor v1998: Intel® Pentium II Xeon® Processor



10.       1999: Intel® Pentium® III Processor 1. Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatismemperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi videoserta pengenalan suara 1999: Intel® Pentium® III Xeon® Processor2. Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis PentiumIII yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahaninformasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini jugadirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis



11.       Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperansebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 sertadengan memory L2 cache yang lebih besar pula.v Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana. 2001: Intel® Xeon® Processor v2000: Intel® Pentium® 4 Processor



12.       2001-2002: Intel® Itanium® danIntel® Itanium®2 Processor1. tanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstationserta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda darisebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel Explicitly Parallel Instruction Computing ( EPIC). s2. Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium.



13.       Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.v Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana. Tahun 2004: Intel Pentium M 735/745/755 processors vTahun 2003: Intel® Pentium® M Processor



14.       Tahun 2004: Intel E7520/E7320 Chipsets 7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces.Tahun 2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHzSebuah processor yang ditujukan untuk pasar penggunakomputer yang menginginkan sesuatu yang lebih darikomputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHzfrequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, danHyperThreading.



15.       Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP ).v Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading. Tahun 2006: Intel Core 2 Quad Q6600 vTahun 2005: Intel Pentium D 820/830/840



16.       Tahun 2006: Intel Quad-core Xeon X3210/X3220 Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP).Tahun 2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHzSebuah processor yang ditujukan untuk pasar penggunakomputer yang menginginkan sesuatu yang lebih darikomputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHzfrequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, danHyperThreading.



17.       Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP ).v Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading. Tahun 2006: Intel Core 2 Quad Q6600 vTahun 2005: Intel Pentium D 820/830/840



18.       2010 : Intel Core i3 ( 7 January 2010 ) Intel Core i3 merupakan varian paling value dibandingkan dua saudaranya yang lain.Processor ini akan mengintegrasikan GPU (Graphics Processing Unit) alias Graphics On-board didalam processornya. Kemampuan grafisnya diklaim sama dengan Intel GMA padachipset G45. Selain itu Core i3 nantinya menggunakan manufaktur hybrid, inti processordengan 32nm, sedangkan memory controller/graphics menggunakan 45nm. Code produkCore i3 adalah “Arrandale” 2010 : Intel Core i5 ( 7 January 2010 )Kelebihan Core i5 ini adalah ditanamkannya fungsi chipset Northbridgepada inti processor(dikenal dengan nama MCH pada Motherboard).Maka motherboard Core i5 yang akanmenggunakan chipset Intel P55(dikelas mainstream) ini akan terlihat lowong tanpakehadiran chipsetnorthbridge. Jika Core i7 menggunakan Triple Channel DDR 3, makadiCore i5 hanya menggunakan Dual Channel DDR 3. Penggunaandayanya juga diturunkanmenjadi 95 Watt. Chipset P55 ini mendukungTriple Graphic Cards (3x) dengan 1 16 PCI-Eslot dan 2 8 PCI-E slot



19.       Core i7 sendiri merupakan processor pertama dengan teknologi “Nehalem”. Nehalemmenggunakan platform baru yang betul-betul berbeda dengan generasi sebelumnya. Salahsatunya adalah mengintegrasikan chipset MCH langsung di processor, bukan motherboard.Nehalem juga mengganti fungsi FSB menjadi QPI (Quick Path Interconnect) yang lebihrevolusioner.v2010 : Intel Core i7 ( 7 January 2010 dan 30 May 2010 )



Senin, 07 November 2011

Gambar Microprocessor 8088

Pin DescriptionPin DescriptionPin Description

Pin Number Description
1 GND - Ground
2-8 ADDR - Address Bus
9-16 DATA - Address Data Bus
17 NMI - Non-Maskable Interrupt
18 INTR - Interrupt Request
19 CLK - Clock
20 GND - Ground
21 RESET - Reset
22 READY - Ready
23 TEST - Test (Active Low)
24 INTA - Interrupt Acknowledge (Active Low)
25 ALE - Address Latch Enable
26 DEN - Data Enable (Active Low)
27 DT/R - Data Transmit / Receive
28 IO/M - Status Line
29 WR - Write (Active Low)
30 HLDA - Hold A
31 HOLD - Hold
30 HLDA - Hold A
32 RD - Read (Active Low)
33 MN/MX - Minimum or Maximum Mode
34 SSO - Status Line (Active Low)
35-38 ADDRESS/STATUS - Address/Status Information
40 Vcc - Positive Power Supply

Pengalamatan memory intel 8088

Pengalamatan memory adalah penempatan alamat pada ruang memory pada suatu sistem komputer. Adapun susunan ruang memory adalah 1 megabyte adalah sebagai berikut: 00000 00001 00002 00003 00004 FFFF9 FFFFA FFFFB FFFFC FFFFD FFFFE FFFFF Pada susunan di atas merupakan penggambaran dari pengamatan ruangan memory dengan modus pengalamatan mutlak dengan kemampuan 20 bit. Mikroprosesor 16bit yang hanya menggunakan 16 saluran address dan 8 saluran data secara multiplexer. Sedangkan saluran address yang lainnya tersedia ada 4 yang khsus untuk menunjukkan segment mempry dimana tiapp segment dapat menjangkau 64 Kb. Register-register pada mikroprosesor 8088 adalah register 16 bit dimana masing-masing hanya menampung 4 digit hexadesimal dan 0000H sampah FFFFH. Untukmencatat address memory, maka dipergunakan segment register yang berisi 16 bit dihitung dari kiri, dimana isinya disebut dengan segment dan offset register yang berisi 16 bit dihitung dari kanan dimana isinya disebut dengan offset. Cara pengalamatan memory yang dilakukan dalam sistem komputer biasa disebut dengan relative address.

Selasa, 25 Oktober 2011

MIKROPROSESOR INTEL 8088: Register dan Arsitektur

SEKILAS INTEL 8088

Intel 8088 adalah prosesor mikro buatan Intel berbasis pada 8086, dengan 16-bit register dan menggunakan 8-bit external data bus. intel 8088 merupakan prosesor yang digunakan pada IBM PC.
8088 ditargetkan pada sistem yang ekonomis, diikuti oleh pengunaan desain 8-bit. Jalur bus yang lebar dalam circuit boards masih sangatlah mahal ketika ini di luncurkan. Queue yang ungul dari 8088 adalah 4 bytes, sebagai penggunaan dalam 8086 6 bytes. 8088 termasuk keturunan dari 80188, 80288, 80186, 80286, 80386, 80486, dan 80388, microcontroller seperti yang masih digunakan sekarang. Clone yang populer dengan menggunakan 8088 adalah Model D, dimana tombol pilihan dapat berjalan pada clock 4.77 MHZ atau 7.16 MHZ.

Spesifikasi 8088

Mikroprosesor Intel 8088 hampir serupa dengan prosesor Intel 8086, kecuali pada data  eksternal bus. Lebar data eksternal bus 8088 dikurangi menjadi 8 bit, dan instruksi ukuran queue dan prefetching algoritmanya diubah. Intel 8088 menggunakan dua urutan bus siklus untuk menulis atau membaca 16 data bit sebagai ganti satu siklus untuk 8086. Ini menjadikan prosesor  bergerak  lebih lambat, tetapi ada nilai plus pada perangkat keras yang menjadikan CPU 8088 kompatibel dengan peripheral 8080/8085.
    Pin SSO pada 8088 menggantikan BHE/S7 pada 8086, dan pin IO/M pada 8088, bukan M/IO seperti pada 8086. 8088 membutuhkan catu daya +5,0 V dengan toleransi + 10%. Mikroprosesor 8088 akan kompatibel TTL (Transistor-Transistor Logic) jika kekebalan terhadap noise disesuaikan menjadi 350 mV dari nilai 400 mV yang biasa. Mikroprosesor 8088 dapat menjalankan satu 74XX, lima 74LSXX, satu 74SXX, sepuluh 74ALSXX, dan sepuluh 74HCXX beban satuan. Jika mikroprosesor 8088 direset, mikroprosesor ini mulai mengeksekusi perangkat lunak pada lokasi meori FFFF0H (FFF:0000) dengan pin interrupt request di-disable. Karena bus-bus 8088 dimultipleks dan kebanyakan memori dan peralatan I/O tidak, system harus didemultipleks sebelum pengantarmukaan dengan memori atau I/O. Demultipleks dilakukan oleh latch delapan bit yang pulsa clocknya didapat dari sinyal ALE. Operasi minimum 8088 sama dengan mikroprosesor Intel 8085A, sementara mode maksimum adalah baru dan khusus dirancang untuk operasi koprosesor aritmatika 8087.

REGISTER

Sebuah register adalah sebuah tempat penampungan sementara untuk data-data yng akan diolah oleh prosesor, dan dibentuk oleh 16 titik elektronis di dalam chip mikroprosesor itu sendiri. Dengan adanya tempat-tempat penampungan data sementara ini, proses pengolahan akan bisa dilakukan
secara jauh lebih cepat dibandingkan apabila data-data tersebut harus diambil langsung dari lokasi-lokasi memori. Register-register tersebut sebagai register internal dan terdiri dari empat belas register dan keseluruhannya dapat dibagi dalam beberapa jenis, yaitu : Register Segment, Register Data, Register pointer, Register index, Register index, dan General Purpose Register.
Semua general register mikroprosesor  8088 dapat digunakan untuk perhitungan dan operasi logika.
Pada 8088, register data diwujudkan oleh AX, BX, CX dan BX (sebagai general purpose register), sehubungan dengan fungsinya yang selain menangani tugas-tugas khusus, juga bisa dimanfaatkan untuk membantu proses-proses pengolahan data didalam internal mikroprosesor.
Mikroprosesor 8088 mempunyai kemampuan untuk bekerja dalam mode ‘langkah tunggal’ (single-step), yaitu semua instruksi dilaksanakan dengan cara satu demi satu. Mode ini dimungkinkan
dengan jalan membuat TF (Trap Flag) masuk ke logika ’1′ atau ‘set’. Bagi seorang programmer, mode ini akan sangat berguna dalam pekerjaan ‘debugging’.

Organisasi Ruang Memori Dan Register
Unsur terkecil memori adalah ‘sel memori’ (memory-cell), yaitu suatu elemen penyimpanan data yang berkapasitas sebesar 1 bit. Dengan menggabungkan sejumlah sel memori, akan bisa membentuk suatu ruang penyimpanan data dengan berbagai ukuran, misalnya 1 byte, 1 word, 1 Kilobyte, 1 Megabyte, 1 Gigabyte, 1 Terabyte, dsb.
Organisasi memori dapat dibandingkan dengan sistem ‘locker’ (susunan laci yang mempunyai kode nomor setiap lacinya sehingga memudahkan orang mengenal lacinya masing-masing sebelum mengambil atau memasukkan barang titipannya).

Susunan chip prosesor Intel 8088.
• Catu Daya/VCC (pin 40) dan GND (pin 1 dan 20)
• Bus Data (AD0 – AD7)
• Bus Alamat (AD0 – AD7 dan A8 – A19)
• Bus Kendali (NMI, INTR, CLK, Reset).

Dalam mikroprosesor 8088 secara fisik, bus alamat terdiri dari 20 bit (A0-A19), sementara register-register internal terbentuk dari 16 bit data. Oleh sebab itu, untuk menyesuaikan perbedaan jumlah bit antara bus alamat 8088 dengan register internal, sistem pengalamatan memori dilaksanakan
dengan format segment:offset. Format yang membutuhkan 32 bit ini dibentuk dengan jalan menggabungkan data dari 2 buah register sekaligus. Register pertama adalah satu satu dari 4 register segment, sedangkan register lainnya diambil dari salah sebuah register pointer atau register indeks.
Kenyataannya, segment-segment yang didefinisikan pada ruang memori itu boleh dibuat saling berdampingan, terpisah atau tumpang tindih sekalipun. Prosesor memiliki bus alamat sebanyak 20 bit, yang berarti ia mampu mengalamati hingga 1.048.575 lokasi memori. Secara heksadesimal, jumlah ini dinyatakan sebagai angka 00000 sampai  dengan FFFFF.  Ini adalah alamat-alamat fisik (physical addresses) dari mikroprosesor. Untuk 8088 dan 8086 yang bus alamatnya terdiri dari 20 bit, otomatis penulisan alamat fisiknya terdiri dari 5 digit heksadesimal. Sistem segmentasi pada IBM PC dilaksanakan agak unik. 1 segment adalah bagian dari ruang memori yang besarnya 65536 byte atau 64 Kb. Namun, segment-segment itu tidaklah diletakkan secara berdampingan sambung menyambung satu sama lain, akan tetapi saling tumpang tindih sehingga jarak antara titik awal suatu segment hanya terpaut 16 byte terhadap segment lainnya.

Peta Memori (Memory Map)

Kapasitas memori untuk IBM PC/XT yang berbasis prosesor Intel 8088/8086 adalah 1.048.576 byte atau lebih mudah disebut 1 (satu) Megabyte. Nilai sebesar 1 MB inilah yang menjadi dasar sistem pemetaan memori dalam keluarga IBM PC Kompatibel, sehingga dalam produk-produk yang lebih mutakhir pun, peta memori tersebut tetap dipertahankan. Hal ini berhubungan dengan konsistensi yang harus dijaga pada Disk Operating System, yang dalam keadaan bagaimanapun, harus tetap bisa dijalankan mulai dari produk yang paling awal seperti PC/XT, sampai kepada yang terbaru seperti AT 486 kompatibel.

ARSITEKTUR

Arsitektur dari 8088 tetap sama degan 8086 yakni: 16-bit registers, 16-bit internal data bus dan 20-bit address bus, yang bisa menjadikan prosesor mencapai memori 1 MB. 8088 memiliki pembagian memori yang sama dengan 8086: prosesor bisa mencapai 64 KB dari memori secara langsung, dan untuk mencapai lebih dari 64 KB, salah satu dari bagian khusus register harus di update.
Program, data dan stack memori menduduki ruang memori yang sama. Total kapasitas memory yang bisa dicapai adalah 1MB KB. Sebagaimana kebanyakan instruksi prosesor yang menggunakan 16-bit pointers, prosesor dapat mengolah secara efektif jika hanya memorinya 64 KB. Untuk mengakses memori diluar 64 KB,  CPU menggunakan bagian  register khusus untuk menspesifikasi di mana kode, stack dan 64 KB segmen data diposisikan di dalam memori 1 MB.
16-bit pointers dan data disimpan sebagai:
address: low-order byte
address+1: high-order byte
32-bit addresses disimpan di “segment:offset” dengan format:
address: low-order byte of segment
address+1: high-order byte of segment
address+2: low-order byte of offset
address+3: high-order byte of offset
Physical memory address ditunjukkan oleh pasangan segment:offset dihitung dengan:
address = (<segment> * 16) + <offset>

Program Memori- program dapat ditempatkan di manapun di dalam memori. perintah jump and call dapat digunakan untuk menyingkat lompatan di dalam segmen kode 64 KB, seperti halnya untuk lompatan jauh di manapun di dalam memori 1 MB. Seluruh perintah lompatan yang bersyarat dapat digunakan untuk melompat sekitar + 127 – - 127 bytes dari instruksi yang ada.
Memori data – prosesor dapat mengakses data di tiap orang lebih dari 4 segmen yang tersedia, yang membatasi ukuran dari memori yang dapat diakses sampai 256 KB ( jika seluruh empat segmen menunjuk pada 64 KB blok berbeda). Mengakses data dari Data, Code, segmen Extra atau Stack biasanya dapat dilaksanakan dengan awalan perintah DS:, CS:, SS: atau ES: ( beberapa register dan instruksi dengan tak hadir boleh gunakan segmen SS atau ES sebagai ganti segmen DS).

Set Instruksi

Set instruksi 8088  terdiri dari perintah-perintah berikut:
 * Instruksi perpindahan data.
 * Aritmatika – penjumlahan, pengurangan, penaikan, penurunan, mengkonversi byte/word dan pembandingan.
 * Logika – DAN, OR, eksklusif OR, shift/rotate dan test.
 * Manipulasi string – load, store, move, compare dan scan untuk byte/word.
 * Kontrol transfer – conditional, unconditional, panggilan subroutine dan kembali dari subroutine.
 * Perintah Input/Output.
 * Lain-lain – setting/clearing flag bits, stack operations, software interrupts, dan lain-lain.

KESIMPULAN

8088 adalah desain hybrid 8/16-bit: 16-bit internal, dengan 8-bit I/O. ini berarti bahwa Sistem designer dapapt menggunakan chip pendukung 8-bit yang murah dan tersedia. Sehingga menurunkan harga sebuah sistem komputer. Kemampuannya tidak begitu hebat, mesin-mesin Z-80 dan 8085 kadang-kadang lebih unggul, tetapi 8088 terjual cukup banyak. Apalagi setelah divisi IBM memilihnya sebagai prosesor utama IBM PC. 8088 menjadi sejarah dan terjual jutaan unit, rekor kedua setelah Z-80.
Sayangnya Intel membuat beberapa keputusan yang buruk dalam desain. Pertama, 8088 menggunakan arsitektur bersegmen. Kedua untuk alasan yang tidak efisien, Intel memutuskan untuk membatasi akses base-memory dalam suatu cara menjadi hanya 640K. Meskipun pada masa itu keputusan ini adalah untuk jangka pendek semua user prosesor x86 hingga saat ini merasa kesulitan dengan pembatasan 640K tersebut. Ini dapat ditemukan jika user menerima pesan kesalahan ‘out of memory’. DOS, Windows, dan bahkan Windows 95 memiliki permasalahan base-memory yang disebabkan oleh batas 640K. Hanya sistem operasi murni 32-bit seperti OS/2 dan Windows NT yang tidak memiliki masalah ini. Saat itu user harus menunggu 7 tahun sebelum kemunculan 386.

Senin, 24 Oktober 2011

SISTEM KOMPUTER BERBASISKAN MIKROPROSESOR

Memori dan  Sistem I/O 
Struktur memori dari semua sistem komputer pribadi berbasiskan mikroprosesor Intel adalah sama. Sistem memori dibagi  atas  tiga  bagian  utama, yaitu  :

1.        Transien Program  Area  (TPA)

2.        System  Area

3.        Extended Memory  System  (XMS)

1. Transien Program  Area  (TPA)
TPA berisikan sistem operasi DOS (Disk Operating System) dan program lainnya yang mengontrol sistem komputer. Panjang TPA adalah 640 KB.
 
Driver adalah program yang mengontrol peralatan-peralatan I/O yang dapat diinstal, seperti mouse cache disk, hand scanner, memori CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) dan DVD (Digital Versatile Disc)


COMMAND.COM (prosesor perintah) adalah program yang mengontrol operasi komputer dari keyboard. Program ini akan memroses perintah-perintah DOS yang diketikkan lewat keyboard. Jika program ini dihapus, maka keyboard tidak dapat digunakan.Daerah TPA bebas menampung aplikasi selama mereka dijalankan.


2. System Area

Area pertama dari system area berisi RAM video display dan pengontrol ROM atau memori flash. Area ini umumnya dimulai dari lokasi A0000H sampai C7FFFH. Ukuran dan jumlah memori yang digunakan tergantung dari tipe adapter tampilan video yang dipakai sistem.

Area kedua pada lokasi C8000H-DFFFFH sering terbuka atau bebas.

Lokasi memori E0000H-EFFFFH berisikan bahasa basic dalam ROM pada sistem PC IBM generasi terdahulu. Dalam sistem yang lebih baru, area ini sering di back fill dengan ekstra RAM (Upper Memory Block).

Area puncak pada lokasi F0000H-FFFFFH berisi sistem ROM BIOS (Basic Input Output System). Program BIOS yang tersimpan di dalam ROM ini mengontrol operasi piranti-piranti I/O dasar.

3. Extended Memory System (XMS)

Ruang I/O dalam sebuah sistem komputer membentang dari port 0000h sampai FFFFh. Ruang I/O ini membuat komputer dapat mengakses sampai 64 K peranti 8 bit yang berbeda.

Area I/O berisikan  dua  bagian  besar, yaitu  :

1.      Daerah 0000h sampai 03FFh dicadangkan untuk peralatan sistem

Umumnya alamat 00h sampai FFh digunakan untuk mengalamatkan komponen yang terdapat pada mainboard, sedangkan 0100h sampai 03FFh dialokasikan untuk piranti pada kartu plug-in

2.      Daerah 0400h  sampai FFFFh  adalah  area  ekspansi I/O


B  U  S
Bus adalah kumpulan kabel-kabel yang sama, yang meng-hubungkan komponen-komponen pada sistem komputer.

Fungsi dari  bus  adalah  :

1.   Menghubungkan  bagian-bagian  sistem komputer

2.  Mentransfer informasi mengenai data, alamat dan kontrol.

3.  Mengontrol informasi antara mikroprosesor dengan memori maupun sistem I/O


BUS ALAMAT digunakan untuk menentukan lokasi memori atau lokasi I/O. Jika I/O dialamatkan, maka bus alamat terdiri dari sebuah alamat I/O 16 bit yang berlokasi antara 0000H sampai FFFFH (sebesar 1 segmen memori = 64 Kbit)

Jika memori dialamatkan, maka bus alamat terdiri dari alamat memori yang mempunyai lebar alamat bervariasi sesuai dengan mikroprosesornya.

Misalnya  :

1.  8086 dan 8088 mengalamatkan memori sebesar 1 MB yang menggunakan alamat 20 bit untuk memilih lokasi 00000H sampai FFFFFH.

2.   80386 mengalamatkan 16  MB  yang  menggunakan  alamat
24   bit  untuk memilih  lokasi  000000H sampai FFFFFFH.
 

Sekarang coba tentukan berapa bit alamat yang dibutuhkan untuk menjangkau memori sebesar 4 GB serta 64 GB.
BUS DATA memindahkan informasi antara mikroprosesor dengan memorinya dan ruang alamat I/O

Pada kerabat mikroprosesor keluarga Intel, ukuran pemindahan data bervariasi dari yang lebarnya 8 bit sampai 64 bit.

Misalnya  :

-     Intel 8088 mempunyai bus data 8 bit yang dapat memindahkan data sebesar 8 bit pada suatu waktu.

- Intel 8086 dan 80286 memindahkan data 16 bit melalui bus masingmasing pada suatu waktu.

-    Intel 80386  memindahkan data 32  bit  pada  suatu waktu.

-  Pentium I dan Pentium II memindahkan data 64 bit pada suatu waktu. 

BUS KENDALI berisi jalur yang memilih memori atau I/O dan membuatnya melakukan operasi baca (read) atau tulis (write).

Pada kebanyakan sistem komputer, ada empat hubungan bus kontrol aktif rendah, yaitu :

1.   #MRDC  (Memory  ReaD  Control)

2.   #MWTC (Memory  WriTe Control)

3.   #IORC (I/O  Read  Control)

4.   #IOWC (I/O  Write Control

Memori dan Sistem I/O

Sistem Input-Output ( I/O )

1. Pengantar
Sistem komputer (computer system), terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras dan perangkat lunak harus bekerja bersama-sama membentuk suatu sistem, yaitu sistem komputer. Perangkat keras (H/W), sebagai sub sistem komputer juga mempunyai komponen, yaitu :
  1. Komponen alat masukan (input device)
  2. Komponen alat pemroses (processing device)
  3. komponen alat keluaran (output device)
  4. Komponen alat simpanan luar (storage)
2. Alat masukan (Input Device)
Alat masukan (input device), adalah alat yang digunakan untuk menerima masukan yangg dapat berupa masukan data ataupun masukan program. Beberapa alat masukan mempunyai fungsi ganda, yaitu, sebagai alat masukan dan sekaligus sebagai alat keluaran (ouput) untuk menampilkan hasil. Alat I/O demikian disebut terminal
Alat masukan dapat digolongkan ke dalam beberapa golongan yaitu :
1. Keyboard
Merupakan alat input yang paling umum dan banyak digunakan. Beberapa alat input yang menggunakan keyboard untuk memasukkan input adalah :
· Visual display terminal (VDT) disebut juga dengan nama Visual display unit terdiri dari keyboard dan visual display (tampilan display)
· Financial transaction terminal, digunakan untuk transaksi yang berhubungan dengan keuangan. Salah satu aplikasinya yaitu untuk Electronic Fund Transfer (EFT) dengan menggunakan ATM
· Point of sale terminal (POS), biasanya digunakan di swalayan.
POS terminal merupakan perkembangan dari cash register yang dapat dihubungkan dengan komputer untuk tujuan pengendalian persediaan (inventory control) dan penjadwalan pemesanan kembali barang yang akan dipesan. Alat tambahan pada POS Terminal meliputi OCR Tag Reader atau Bar code reader
2. Pointing device. Yang termasuk dalam peralatan pointing device adalah:
· mouse
· touch screen, layar monitor yang akan mengaktifkan program bila layarnya disentuh dengan tangan
· Light Pen, merupakan menyentuh layar monitor dengan pena. Posisi sentuhan di layar akan lebih tepat dan teliti
· Digitizer Graphic Tablet, digunakan untuk membuat grafik atau gambar dengan cara menghubungkan dua buah titik di graphic tablet dengan alat yang menyerupai pen
  1. Scanner. Alat masukan scanner dapat berupa :
· magnetic Ink character recognition (MICR), alat pembaca pengenal karakter tinta magnetik, banyak digunakan di bank-bank amerika untuk transaksi cek. Dibutuhkan tinta magnetik yg khusus supaya bisa dibaca oleh alatnya
· Reader.
· Optical Data reader, dapat berupa Optical Character Recognition (OCR) Reader, OCR Tag Reader (banyak dipergunakan di toko-toko serba ada untuk membaca label data barang yang dijual yang dicetak dengan bentuk (font) karakter OCR), Bar Code Reader, Optical Mark Recognition (OMR) Reader (banyak digunakan untuk penilaian test (test scoring). Jawaban dari tes yang diberikan dijawab di kertas mark sense form (dengan pensil 2B). OMR juga banyak digunakan untuk membaca hasil dari daftar pertanyaan (Questionarries), registrasi mahasiswa dsb)
  1. Sensor, Merupakan alat yang mampu secara langsung menangkap data kejadian fisik. Data analog dikumpulkan oleh alat sensor dan dimasukan ke pengubah AD/DC yang selanjutnya diproses oleh komputer. Kamera Digital merupakan salah satu sensor yang dipakai untuk menangkap objek yg selanjutnya diproses dengan komputer. Camera Recorder (Camcorder) merupakan sensor untuk menangkap objek yang bergerak
  2. Voice recognizer, Biasa disebut Speech Recognizer yaitu alat untuk membuat komputer mengerti omongan manusia.
3. Alat Keluaran (Output Device)
Ouput yang dihasilkan dari pengolahan data dapat digolongkan ke dalam 3 bentuk tulisan (huruf, kata, angka, karakter dan simbol- simbol khusus), image (grafik atau gambar) maupun suara (musik atau omongan)
Alat keluaran juga dapat berbentuk
· Hard copy device
Merupakan alat keluaran yg digunakan untuk mencetak tulisan, grafik atau gambar pada media pencetak. Alat hard copy device yang umum dipergunakan adalah printer. Jenis-jenis printer meliputi dot matrix, inkjet printer dan laser. Selain itu juga dikenal Plotter, alat cetak yang mempunyai kemampuan mencetak grafik atau gambar dengan baik, biasanya menggunakan pen plotter
· Soft Copy Device
Merupakan alat yg digunakan untuk menampilkan tulisan, image dan suara pada media soft (lunak) yg berupa sinyal elektronik. Contoh soft copy device adalah video display (monitor), flat panel display (Liquid Crystal Dispaly), dan speaker.
· Alat Simpanan Luar
Main memory di dalam alat pemroses merupakan simpanan yg kapasitasnya tidak begitu besar dan umumnya bersifat Volatile (Volatile : informasi yg dikandungnya akan hilang bila aliran listrik terputus).
Selain itu terdapat juga Direct Access Storage Device (DASD) (Merupakan alat penyimpan pengaksesan langsung), contohnya floppy disk, harddisk, dan removable disk.
4. Jenis-jenis Perangkat I/O
Secara umum, terdapat beberapa jenis perangkat I/O, seperti perangkat penyimpanan (disk, tape), perangkat transmisi (network card, modem), dan perangkat antarmuka dengan pengguna (screen, keyboard, mouse). Perangkat tersebut dikendalikan oleh instruksi I/O. Alamat-alamat yang dimiliki oleh perangkat akan digunakan oleh direct I/O instruction dan memory-mapped I/O. Beberapa konsep yang umum digunakan ialah port, bus (daisy chain/shared direct access), dan pengendali (host adapter). Port ialah koneksi yang digunakan oleh perangkat untuk berkomunikasi dengan mesin. Bus ialah koneksi yang menghubungkan beberapa perangkat menggunakan kabel-kabel. Pengendali ialah alat-alat elektronik yang berfungsi untuk mengoperasikan port, bus, dan perangkat.
Langkah yang ditentukan untuk perangkat ialah command-ready, busy, dan error. Host mengeset command-ready ketika perintah telah siap untuk dieksekusi oleh pengendali. Pengendali mengeset busy ketika sedang mengerjakan sesuatu, dan men-clear busy ketika telah siap untuk menerima perintah selanjutnya. Error diset ketika terjadi kesalahan.

5. Klasifikasi Umum Perangkat I/O
Pendapat orang-orang mengenai I/O berbeda-beda. Seorang insinyur mungkin akan memandang perangkat keras I/O sebagai kumpulan chip-chip, kabel-kabel, catu daya, dan komponen fisik lainnya yang membangun perangkat keras ini. Seorang programmer akan memandangnya sebagai antarmuka yang disediakan oleh perangkat lunak atau perintah yang diterima perangkat keras, fungsi yang dikerjakannya, dan error yang ditimbulkan.
Perangkat I/O dapat dibagi secara umum menjadi dua kategori, yaitu: perangkat blok (block devices), dan perangkat karakter (character devices). Perangkat blok menyimpan informasi dalam sebuah blok yang ukurannya tertentu, dan memiliki alamat masing-masing. Umumnya blok berukuran antara 512 bytes sampai 32.768 bytes. Keuntungan dari perangkat blok ini ialah mampu membaca atau menulis setiap blok secara independen. Disk merupakan contoh perangkat blok yang paling banyak digunakan.
Tipe lain perangkat I/O ialah perangkat karakter. Perangkat karakter mengirim atau menerima sebarisan karakter, tanpa menghiraukan struktur blok. Tipe ini tidak memiliki alamat, dan tidak memiliki kemampuan mencari (seek). Printer dan antarmuka jaringan merupakan contoh perangkat jenis ini. Pembagian ini tidaklah sempurna. Beberapa perangkat tidak memenuhi kriteria tersebut. Contohnya: clock yang tidak memiliki alamat dan juga tidak mengirim dan menerima barisan karakter. Yang ia lakukan hanya menimbulkan interupsi dalam jangka waktu tertentu.