Tugas Struktur dan Organisasi - 2

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER

D
I
S
U
S
U
N
OLEH :

NAMA  : DEWI  SAHPUTRI  S

NIM      : 153303030214

                 (TI Pagi A)

UNIVERSITAS PRIMA INDONESIA

T.A 2016/2017

 

SOAL:

1.    Komputer dari masa ke masa (karakternya) !

2.    Menjelaskan tentang ALU dan Menjelaskan proses ALU !

Jawab :

1. Komputer dari masa ke masa :

• Generasi Pertama:

Awal generasi konputer ditandai dengan kemampuan komputer untuk menyimpan program dalam memori. Sebelumnya komputer mekanik dan elektrik tidak menyimpan program dalam memori, tapi program-program ditulis dalam kartu yang dilubangi kemudian dieksekusi yang disebut dengan punch card. Pada komputer stored-program komputer dikontrol oleh program yang disimpan di memori komputer. Program dibuat dengan menggunakan bahasa mesin yang terdiri dari bilangan 1 dan 0. Komputer yang ada di generasi pertama antara lain:

1. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)

ENIAC dirancang oleh Dr. J. Presper Eckert dan Dr. John W. Mauchly dari Moore School, Universitas Pennsylvania pada tahun 1943 dan selesai pada tahun 1945. Secara fisik ENIAC adalah komputer raksasa yang beratnya mencapai 30 ton dan bisa dimasukin manusia karena ukurannya yang sangat besar. Sebagai perangkat inputnya digunakan card reader IBM dan perangkat outputnya digunakan punch card. Teknologi yang digunakan ENIAC adalah tabung hampa yang merupakan karakteristik dari komputer generasi pertama.

Kompunen utama dari ENIAC terdiri dari rangkaian dasar yaitu sebagai berikut:

·      Akumulator, berfungsi sebagai register pemroses (kemampuan membaca), ENIAC mampu melakukan 5000 penjumlahan atau pengurangan sederhana dalam tiap detiknya.

·    Inisiator, melakukan tugas-tugas khusus seperti melakukan power atau mematikannya.

·      Pemrogram utama, berfungsi untuk mengendalikan eksekusi program.

·        Multiplier, berfungsi sebagai bagian dari proses utama, ENIAC dapat melakukan 385 operasi perkalian perdetik.

·     Pembagi/pencari akar pangkat, dapat melakukan 40 proses pembagian perdetik dan 3 proses pencarian akar pangkat per detik.

·        Gate, melakukan operasi logic ‘AND’.

·        Buffer, melakukan operasi logic ‘OR’.

·        Pencetak, berfungsi untuk menampilkan hasil proses.

·        Unit sinkronisasi, berfungsi untuk proses sinkronisasi antar komponen.

·        Tabel fungsi, digunakan untuk pemrograman.

Namun seiring berkembangnya jaman dan banyak ditemukan penemuan-penemuan baru maka ENIAC pun mulai ketinggalan dari yang lain pada saat itu. Dan pada tahun 1955 ENIAC secara resmi dimatikan.

2. EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

EDVAC merupakan kelanjutan dari ENIAC. Eckret dan Mauchly secara resmi mempublikasikannya pada tahun 1947. EDVAC dirancang sebagai komputer serbaguna, dapat digunakan untuk berbagai tujuan.

Komputer ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan pada Laboratorium Riset Balistik milik departemen pertahanan Amerika Serikat. Aplikasi yang dapat diselesaikan adalah perhitungan besar sudut rudal balistik sehingga rudal tepat mengenai sasaran. Program sepenuhnya disimpan dalam memori komputer. Ide pembangunan EDVAC tidak terlepas dari konsep dasar komputer modern Dr. John Von Neumann dalam “A very high-speed automatic digital computing system, and in particular with its logical control”. 

Beberapa organisasi dasar komputer EDVAC adalah sebagai berikut:

·    Reader-Recorder, berfungsi untuk membaca dan merekam inputan.

·   Control Unit, bagian yang mengendalikan dan mengelola seluruh komponen komputer.

· Dispatcher (Pengatur), bagian ini berfungsi sebagai penterjemah permintaan dari bagian kendali dan memori dan meneruskan jalur kendali pada komponen-komponen lain.

·    High-speed Memory, terdiri dari dua buah bagian memori, masing-masing memorinya memiliki 64 baris dan setiap baris memiliki kapasitas 8 word.

·       Computer, berfungsi untuk melakukan operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.

·        Timer.

3. UNIVAC I (Universal Automatic Computer I)

UNIVAC merupakan rancangan Eckret dan Mauchly berikutnya setelah EDVAC. Mereka mendirikan perusahaan “The Eckret-Mauchly Computer Company” dengan UNIVAC I sebagai produk pertamanya. Merupakan komputer komersila pertama yang dipasarkan sejak tahun 1951 sampai tahun 1958 telah dibuat 46 buah UNIVAC I untuk berbagai kepentingan seperti biro sensus departemen perdagangan Amerika, Universitas New York, perusahaan asuransi Prudential, dan perusahaan General Electric. Fitur dari UNIVAC I adalah sebagai berikut:

·      Memori utama terdiri dari 1000 word yang masing-masing memiliki 12 karakter.

·        Instruksi terdiri dari 6 karakter alphanumeric.

·        Mampu melakukan 1000 perhitungan per detik.

·    Digit dipresentasikan menggunakan aritmetik excess-3 (“XS3″) BDC (Binary Codec Decimal).

·        Digunakan untuk aplikasi bisnis dan administrasi.

Ciri-ciri umum dari komputer generasi pertama adalah sebegai berikut :

1.     Program dibuat dengan bahasa mesin.

2.     Menggunakan konsep Stored-program.

3.     Memori utama menggunakan teknologi Magnetic Core Storage.

4.     Ukuran fisik komputer besar.

5.     Fisik komputer cepat panas.

6.     Membutuhkan daya listrik yang besar.

Ciri ciri komputer pada generasi pertama yang lain adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari Tabung Hampa (Vacuum Tube)
• Program dibuat dalam bahasa mesin (Machine Language), yang programnya tersimpan dalam memori komputer. Programnya masih menggunakan bahasa mesin dengan menggunakan kode 0 dan 1 dalam urutan tertentu.
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya besar dan memerlukan tempat yang sangat luas
• Memerlukan banyak Pendingin (AC) karena banyak mengeluarkan panas
• Prosesnya relatif lambat
• Kapasitas untuk menyimpan data kecil.
• Pabrik yang memproduksi; UNIVAC, IBM, BURROGHS, HONEYWELL
• Contoh mesin; ENIAC, MARK II, EDSAC, MARK III, UNIVAC I & II, IBM 650, ADVAC

Generasi awal ini rata-rata memiliki kapasitas penyimpanan serta kecepatan pemrosesan yang masih kecil, sebagai berikut:
Kapasitas penyimpanan : 1000 - 4000 byte
Kecepatan pemrosesan : 2000 instruksi per detik
Bahasa pemrograman yang digunakan masih bahasa pemrograman tingkat rendah

• Generasi Kedua

Generasi kedua diawali dengan perubahan teknologi dasar pembangunan rangkaian. Pada generasi pertama teknologi dasar yang digunakan adalah tabung hampa, nah pada generasi kedua teknologi dasar yang digunakan adalah transistor. Transistor adalah semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat, switch, modulasi sinyal dan lain-lain. Fungsi tabung hampa Trioda-Fleming tercakup didalamnya. Transistor secara resmi dibuat pada tahun 1947 oleh William Shockley, John Bardeen, dan Walter Brattain dari Bell Telephone Laboratories. Penemuan transistor merupakan awal teknologi komputer generasi kedua sebagai pengganti tabung hampa. 

1. DEC PDP-1(Digital Equipment Corporation Programmable Data Processor-1 )

DEC adalah perusahaan yang didirikan oleh Ken Olson dan Harlan Anderson pada tahun 1957. PDP-1 adalah mesin 18-bit yang pertama dibangun oleh DEC. Komputer interaktif berukuran kecil. Mesin ini dikenalkan oleh DEC pada tahun 1960 sebagai komputer komersial. Komponen-komponen dasar PDP-1 adalah:

1.  Pemrosesan pusat terdiri dari bagian kendali, elemen aritmatik, pengalamatan memori dan register.

2.     Sistem memori memiliki kapasitas sampai 4096 word (1 word = 18 bit) dan dapat diperluas sampai 65536 word.

3.    Piranti input-output: monitor CRT berdiameter 16 inci dengan 1024 x 1024 titik, light pen danparallel drum.

2. UNIVAC III

UNIVAC III diperkenalkan pada tahun 1962. Mesin ini merupakan pengembangan dari UNIVAC I dan UNIVAC II. Memorinya dibuat sebagai tumpukan 29 balok dari 4096 core. Bagian pemroses pusat memiliki 15 register indeks. Sistem operasi yang digunakan untuk mengatur sistem dikenal dengan nama CHIEF atau BOSS.

Ciri ciri komputer generasi kedua adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari Transistor
• Program dibuat dengan Assembly Language, Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) dan ALGOL
• Menjadi titik awal penemuan Mini computer.
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya relatif kecil
• Tidak banyak mengeluarkan panas
• Telah mengenal Magnetic Tape dan Magnetic Disk untuk menyimpan data
• Mulai mengenal Tele Processing (time sharing yang memungkinkan beberapa user dapat memakai kokmputer secara bersama-sama)
• Proses relatif lebih cepat
• Kapasitas untuk menyimpan data semakin besar.
• Tidak membutuhkan tegangan listrik sebesar generasi sebelumnya
• Memory masih cukup kecil tapi masih lebih besar dibandingkan dengan komputer sebelumnya.
• Pabrik yang memproduksi; UNIVAC, IBM, BURROGHS, HONEYWELL, CDC (Control Data Corporation), NCR
• Contoh mesin; IBM (IBM 1620, IBM 1401, IBM 7070, IBM 7080, IBM 7094), UNIVAC III, CDC 6600 Super dan CDC 7600, BURROGHS 5500, HONEYWELL 400, PDP 1 & 5

  Kecepatan proses : 1 juta intruksi per detik (mips)

• Generasi Ketiga

1. IBM S/360

Komputer IBM S/360 adalah sebuah mainframe yang dibuat pada tahun 1964 dengan menggunakan IC sebagai teknologi dasar rangkaiannya. IBM S/360 merupakan awal komputer modern. Nama IBM S/360 digunakan karena kemampuannya melakukan operasi satu lingkaran penuh (360 derajat) yaitu dapat digunakan untuk berbagi aplikasi bisnis maupun teknik. Sistem operasi yang digunakan IBM S/360 adalah:

1.     DOS/360 untuk mesin kecil seperti IBM S/360 model 30 dan 40.

2.     OS/360 untuk sistem Multiprogramming.

3.     TSS/360 untuk sistem Time-Sharing Multi-user.

Kecepatan proses : 10 mips

2. DG-Nova (Data General Corp. Nova)

Nova adalah komputer mini 16 bit pertama dirancang oleh Edson de Castro dari DG (Data General). IC yang digunakan berjenis MSI (Medium-Scale Integrated Circuits). DG sendiri adalah perusahaan yang didirikan oleh mantan karyawan DEC yang tidak puas dengan kebijakan perusahaan. DG membuat Nova pada tahun 1969. Rancangannya mirip dengan PDP-8 dengan kemampuan yang lebih baik. Kesuksesan Nova diikuti oleh penurusnya yaitu Supernova. Sistem operasi yang digunakan untuk menjalankan Nova adalah DOS dan RDOS. Perangkat lunak yang jalan pada Nova adalah Algol 60 compiler, Fortran IV, dan Basic.

 

Ciri ciri komputer generasi ketiga adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari Integrated Circuit (IC) yang berbentuk lempengan atau chip
• Program dibuat dengan bahasa tingkat tinggi (High Level Language), yaitu: BASIC, FORTRAN, COBOL
• Sudah menerapkan konsep multi processing dan dapat menjalankan program lebih dari satu multi programming dalam waktu yang bersamaan
• Dapat berkomunikasi dengan peralatan lain untuk melakukan komunikasi data seperti telepon dengan komputer.
• Sebagai titik awal fenomena mikrokomputer
• Komputer menjadi lebih kecil dan lebih murah
• Konsep ‘time sharing’ diperkenalkan
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya lebih kecil dari komputer generasi kedua
• Mulai mengenal Multi Programming dan Multi Processing
• Adanya integrasi antara Software dan Hardware dalam Sistem Operasi
• Prosesnya sangat cepat
• Kapasitas untuk menyimpan data lebih besar.
• Menggunakan teknologi small-and medium-scale integration
• Pabrik yang memproduksi; IBM, BURROGHS, HONEYWELL, NCR
• Contoh mesin; IBM S/360, UNIVAC 1108, PDP 8 & 11, HONEYWELL 200, RCA, SPECTRA 70.

Di generasi ini kecepatan komputer terus bertambah seiring berkembangnya perkembangan jaman, yaitu Kecepatan permrosesannya 10 mips. Dan revolusi yang terjadi pada generasi ini adalah pada tahun 1971 Intel Coorporation membuat mikroprosessor pertama yaitu chip 4004.

• Generasi Keempat

Pada komputer generasi keempat, teknologi dasar sebagai ciri khasnya adalah penggunaan LSI (Large-Scale Integration) dan VLSI (Very Large-Scale Integration). LSI dan VLSI adalah teknologi pemampatan komponen elektrik dalam satu chip/IC. Klasifikasi chip IC berdasarkan jumlah elektronik didalamnya adalah sebagai berikut:

·        SSI (Small-Scale Integration): sampai 100 komponen elektronik per chip.

·         MSI (Medium-Scale Integration): dari 100 sampai 3000 komponen elektronik per chip.

·         LSI (Large-Scale Integration): dari 3000 sampai 100000 komponen elektronik per chip.

·         VLSI (Very Large-Scale Integration): 100000 sampai 1000000 komponen elektronik per chip.

·         ULSI (Ultra Large-Scale Integration): lebih dari 1 juta komponen elektronik per chip.

Pada dasarnya teknologi dasar yang generasi ketiga dan keempat tidak berbeda. Perbedaan terletak pada tingkat pemampatan generasi keempat lebih tinggi dibandingkan dengan generasi ketiga. Pemampatan komponen adalah hal yang logis karena dua alasan yaitu ekonomis dan cepat. Semakin mempat maka biaya yang digunakan untuk membangunnya akan semakin sedikit, sebaliknya kecepatannya semakin tinggi karena jarak antarkomponen yang semakin dekat. Komputer yang mewakili generasi keempat adalah sebagai berikut:

1. IBM S/ 370

IBM meluncurkan seri IBM S/370 pada tahun 1970. Mesin ini menggunakan chip LSI sebagai teknologi dasarnya. Memori utama kecepatan tinggi menggunakan chip silikon tunggal. Menambah kapasitas memori dengan RCS. Kode dasar kumpulan instruksi S/370 disimpan dalam RCS termasuk juga fungsi kendali. Komputer saat itu tidak hanya digunakan untuk tujuan khusus seperti perang dan lain-lain, tapi bidang bisnis sangat mendominasi penggunaan komputer.

 

2. Apple Macintosh I dan II

IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan pasar komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena memopulerkan sistem grafis pada komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer yang berbasis teks. Macintosh juga memopulerkan penggunaan piranti mouse.

Pada generasi keempat ini sudah ada personal komputer. Yaitu komputer yang digunakan perseorangan. Pada tahun 1975 Bill Gates dan Paul Allen mendirikan perusahaan Microsoft. Disusul tahun 1977 Steve Wozniak dan Steve Jobs mendirikan perusahaan Apple. Lalu tahun 1980 IBM memeperkenalkan Personal Computer dengan sistem operasi DOS. Empat tahun kemudian perusahaan Apple memperkenalkan operating system berbasis GUI yaitu komputer dengan tampilan grafik yang lebih baik, sudah bukan hitam putih lagi. Dan ditahun berikutnya Microsoft memperkenal sistem operasi windows. Dan pada generasi keempat ini mulai menggunakan bahasa pemrograman yang berorientasi objek seperti C++ pada tahun 1985.

Ciri ciri komputer generasi keempat adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari miniaturisasi yang disebut LSI dan mulai memperkenalkan VLSI (Very Large Scale Integration) yang merupakan paduan dari IC dengan kapasitas rangkaian dapat mencapai 100.000 komponen tiap chip
• Mulai dikembangkan suatu jaringan komputer lokal yang menggunakan ARCNET (Attach Research Computing Network)
• Program dibuat dengan bahasa: BASIC, FORTRAN, COBOL, PASCAL
• Telah menggunakan Metal Oxide Semiconductor (MOS)
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya relatif lebih kecil
• Sudah menerapkan Multi Programming dan Multi Processing
• Mengenal DataBase Management System (DBMS).
• Pabrik yang memproduksi; IBM, BURROGHS, HONEYWELL, INTEL
• Contoh mesin; IBM (IBM S/34, IBM S/36, IBM PC/AT & XT, IBM PS/2), HONEYWELL 700, BURROGHS 600, CRAY I, CYBER, PC Aplle II, COMMODORE PC ,INTEL i386 sampai dengan intel Pentium I, II, III, IV, Dual Core, Core 2 Duo, dan Quad Core.

Komputer pada generasi ini sudah memiliki :

Kapasitas penyimpanan : 3 Mb

Kecepatan pemrosesan : 100 mips sampai 1 bis (milyar instruksi per detik)

•   Generasi Kelima

Generasi kelima ditandai dengan teknologi paralel dan networking. Sudah mengenal internet. Awalnya hanya sebatas antar universitas saja, namun karena teknologi yang semakin maju kini dunia ini terasa tidak ada batas jarak dan waktu. Sudah banyak ditemukan web browser dan jangkauan komunikasi diseluruh dunia semakin tidak terbatas jarak dan waktu. Sampai saat ini adalah komputer generasi kelima yang semakin canggih dan sedang dilakukan penelitian tentang komputer generasi keeman yang pastinya akan lebih praktis, efisien, dan hemat waktu dan biaya.

 

Pada generasi kelima seluruh dunia dihubungkan dengan internet dan tidak mengenal batas, jarak, dan waktu.Dan untuk contoh komputer yang digunakan, bisa dilihat dari yang digunakan sekarang, mulai dari notebook super tipis, kemunculan tablet serta handphone yang awalnyaberfungsi sebagai alat komunikasi sudah bisa melakukan tugas seperti komputer. 

Ciri ciri komputer generasi kelima adalh sebagai berikut :

• Komputer generasi ini masih dalam tahap pengembangan dan pemakainya belum banyak. Pengembangan komputer genarasi ini dipelopori oleh negara Jepang

• Komponen elektronikanya menggunakan bentuk paling baru dari chip VLSI

• Program dibuat dalam bahasa PROLOG (Programming Logic) dan LISP (List Processor)

• Komputer generasi kelima difokuskan kepada AI (Artificial Inteligence / Kecerdasan Buatan), yaitu sesuatu yang berhubungan dengan penggunaan komputer untuk melaksanakan tugas-tugas yang merupakan analog tingkah laku manusia

Sifat-sifatnya:

1. Dapat membantu menyusun program untuk dirinya sendiri
2. Dapat menerjemahkan dari suatu bahasa ke bahasa lain
3. Dapat membuat pertimbangan-pertimbangan logis
4. Dapat mendengar kalimat perintah yang diucapkan serta melaksanakannya
5. Dapat memilih setumpuk fakta serta menggunakan fakta yang diperlukan
6. Dapat mengolah gambar-gambar dan grafik dengan cara yang sama dengan mengolah kata, misalnya dapat melihat serta mengerti sebuah foto.

2. Pengertian ALU dan Penjelasan Proses Kerja ALU :

• ALU (ARITHMATICAL LOGICAL UNIT)

A. PENGERTIAN

Arithmatic Logical Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori.

Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner (two’s complement). ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU.

B. OPERASI PADA ALU

Operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya seperti pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. ALU melakukan operasi aritmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi aritmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. 

C. TUGAS DAN FUNGSI ALU

Tugas dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu :

a. sama dengan (=)

b. tidak sama dengan (<>)

c. kurang dari (<)

d. kurang atau sama dengan dari (<=)

e. lebih besar dari (>)

f. lebih besar atau sama dengan dari (>=)

Arithmatic Logical Unit (ALU) Juga 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, yang masing – masing memiliki spesifikasi dan tugas tersendiri. Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain. Arithmetic Logical Unit (ALU) merupakan unit penalaran secara logic.

ALU ini merupakan Sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan membandingkan. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk dikalkulasi dan kemudian dikirim kembali ke memori. Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.

ALU sendiri merupakan suatu kesatuan alat yang terdiri dari berbagai komponen perangkat elektronika termasuk di dalamnya sekelompok transistor, yang dikenal dengan nama logic gate, dimana logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan perintah dasar matematika dan operasi logika. Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang dapat melakukan perintah perhitungan matematika yang lebih komplit seperti perintah “add” untuk menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian dari suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari logic gate ini juga mampu untuk melaksanakan perintah yang berhubungan dengan logika, seperti hasil perbandingan dua buah bilangan.

Instruksi yang dapat dilaksanakan oleh ALU disebut dengan instruction set. Perintah yang ada pada masing-masing CPU belum tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda, katakanlah misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum tentu sama dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya. Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu sistem dikatakan compatible. Sehingga sebuah program atau perangkat lunak atau software yang dibuat berdasarkan perintah yang ada pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua jenis prosesor,kecuali untuk prosesor yang compatible dengannya.

Seperti halnya dalam bahasa yang digunakan oleh manusia, instruction set ini juga memiliki aturan bahasa yang bisa saja berbeda satu dengan lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa lainnya, begitu juga dengan instruction set yang ada pada mesin, tergantung dimana lingkungan instruction set itu digunakan.

• D. STRUKTUR DAN CARA KERJA PADA ALU

ALU akan bekerja setelah mendapat perintah dari Control Unit yang terletak pada processor. Control Unit akan memberi perintah sesuai dengan komando yang tertulis(terdapat) pada register. Jika isi register memberi perintah untuk melakukan proses penjumlahan, maka PC akan menyuruh ALU untuk melakukan proses penjumlahan. Selain perintah, register pun berisikan operand-operand. Setelah proses ALU selesai, hasil yang terbentuk adalah sebuah register yang berisi hasil atau suatu perintah lainnya. Selain register, ALU pun mengeluarkan suatu flag yang berfungsi untuk memberi tahu kepada kita tentang kondisi suatu processor seperti apakah processor mengalami overflow atau tidak.

ALU (Arithmethic and Logic Unit) adalah bagian dari CPU yang bertanggung jawab dalam proses komputasi dan proses logika. Semua komponen pada CPU bekerja untuk memberikan asupan kepada ALU sehingga bisa dikatakan bahwa ALU adalah inti dari sebuah CPU. Perhitungan pada ALU adalah bentuk bilangan integer yang direpresentasikan dengan bilangan biner. Namun, untuk saat ini, ALU dapat mengerjakan bilangan floating point atau bilangan berkoma, tentu saja dipresentasikan dengan bentuk bilangan biner. ALU mendapatkan data (operand, operator, dan instruksi) yang akan disimpan dalam register. Kemudian data tersebut diolah dengan aturan dan sistem tertentu berdasarkan perintah control unit. Setelah proses ALU dikerjakan, output akan disimpan dalam register yang dapat berupa sebuah data atau sebuah instruksi. Selain itu, bentuk output yang dihasilkan oleh ALU berupa flag signal. Flag signal ini adalah penanda status dari sebuah CPU. Bilangan integer (bulat) tidak dikenal oleh komputer dengan basis 10. Agar komputer mengenal bilangan integer, maka para ahli komputer mengkonversi basis 10 menjadi basis 2. Seperti kita ketahui, bahwa bilangan berbasis 2 hanya terdiri atas 1 dan 0. Angka 1 dan 0 melambangkan bahwa 1 menyatakan adanya arus listrik dan 0 tidak ada arus listrik. Namun, untuk bilangan negatif, computer tidak mengenal simbol (-). Komputer hanya mengenal simbol 1 dan 0. Untuk mengenali bilangan negatif, maka digunakan suatu metode yang disebut dengan Sign Magnitude Representation. Metode ini menggunakan simbol 1 pada bagian paling kiri (most significant) bit. Jika terdapat angka 18 = (00010010)b, maka -18 adalah (10010010)b. Akan tetapi, penggunaan sign-magnitude memiliki 2 kelemahan. Yang pertama adalah terdaptnya -0 pada sign magnitude[0=(00000000)b; -0=(10000000)b]. Seperti kita ketahui, angka 0 tidak memiliki nilai negatif sehingga secara logika, sign-magnitude tidak dapat melakukan perhitungan aritmatika secara matematis. Yang kedua adalah, tidak adanya alat atau software satupun yang dapat mendeteksi suatu bit bernilai satu atau nol karena sangat sulit untuk membuat alat seperti itu. Oleh karena itu, penggunaan sign magnitude pada bilangan negatif tidak digunakan, akan tetapi diganti dengan metode 2′s complement. Metode 2′s complement adalah metode yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan negatif pada komputer. Cara yang digunakan adalah dengan nilai terbesar dari biner dikurangin dengan nilai yang ingin dicari negatifnya. Contohnya ketika ingin mencari nilai -18, maka lakukan cara berikut:

1. ubah angka 18 menjadi biner (00010010)b

2. karena biner tersebut terdiri dari 8 bit, maka nilai maksimumnya adalah 11111111

3. kurangkan nilai maksimum dengan biner 18 -> 11111111 – 00010010 = 11101101

4. kemudian, dengan sentuhan terakhir, kita tambahkan satu -> 11101101 + 00000001 = 11101110

Dengan metode 2′s complement, kedua masalah pada sign magnitude dapat diselesaikan dan komputer dapat menjalankan. Namun, pada 2′s complement, nilai -128 pada biner 8 bit tidak ditemukan karena akan terjadi irelevansi. 

• E. ADDER

Adder merupakan rangkain ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan. Karena adder digunakan untuk memproses operasi aritmatika, maka adder juga sering disebut rangkaian kombinasional aritmatika. Ada 3 jenis Adder, yaitu:

1. Rangkaian adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.

2. Rangkaian adder yang hanya menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.

3. Rangkaian adder yang menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder.

1. Half Adder

Rangkain half adder merupakan dasar bilangan biner yang masing-masing hanya terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap.

1. Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0.

2. Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 1.

3. Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0. Dengan nilai pindahan Cy (Carry Out) = 1.

Dengan demikian, half adder memiliki dua masukan (A dan B), dan dua keluaran (S dan Cy).

Dari tabel diatas, terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika dari gerbang XOR, sedangkan nilai logika Cy sama dengan gerbang logika AND. Dari tabel diatas, dapat dibuat rangkaian half adder.

2. Full Adder

Full adder adalah mengolah data penjumlahan 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas), oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap. Perhatikan tabel dibawah ini.

3. Paralel Adder

Paralel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara paralel dan berfungsi untuk menjumlahkan bilangan biner berapa pun bitnya, tergantung jumlah Full Adder yang diparalelkan. Gambar dibawah ini menunjukan Paralel Adder yang terdiri dari 4 buah Full Adder yang disusun paralel sehingga membentuk sebuah penjumlahan 4 bit.

SEKIAN TUGAS DARI SAYA :)