evolusi arsitektur komputer

A.Struktur Dasar Komputer.

Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:

• Unit masukan (Input Unit) yaitu dimana terdapat perintah atau instruksi yang dilakukan kepada komputer oleh pengguna
• Unit kontrol (Control Unit) merupakan suatu unit yang berfungsi untuk mengontrol atau mengendalikan semua yang terdapat dalam komputer
• Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU) adalah suatu unit dimana berisi fungsi-fungsi logika dan matematika atau perhitungan
• Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit) yaitu unit penyimpanan dana yang dilakukan komputer
• Unit keluaran (Output Unit) merupakan suatu hasil yang diharapkan dari suatu inputan yang telah dimasukkan

        Arsitektur komputer mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program, contoh : set instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bermacam-macam jenis data (misal bilangan, karakter), aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O. Arsitektur komputer dapat bertahan bertahun-tahun tapi organisasi komputer dapat berubah sesuai dengan perkembangan teknologi. Pabrik komputer memproduksi sekelompok model komputer, yang memiliki arsitektur sama tapi berbeda dari segi organisasinya yang mengakibatkan harga dan karakteristik unjuk kerja yang berbeda.

        Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional.

Perspektif Historis

        Historis/sejarah arsitektur komputer yaitu :

1. 1940 – 1956 : Relay dan Tabung Vakum
2. 1956 – 1963 : Dioda dan Transistor
3. 1964 – 1971 : Integrated Circuit (SSI/MSI)
4. 1971 – Sekarang : Mikroprosesor (LSI/VLSI)
5. Sekarang – Masa depan : Kecerdasan Buatan

• Generasi I (1940 – 1956)

>Menggunakan tabung vakum

>Menimbulkan suhu panas yang tinggi

>Membutuhkan tempat yang luas

>Lebih cepat daripada komputer mekanik

>Kapasitas penyimpanan terbatas (1000-4000 byte)

>Menggunakan punched card untuk memasukkan data

>Informasi bahasa mesin disimpan dalam magnetic drum

>Hasil operasi ditulis dalam kartu kosong

• Generasi II (1956 – 1963)

>Menggunakan transistor

>Magnetic core sebagai penyimpanan internal

>Kapasitas penyimpanan (4 – 32Kbyte)

>I/O lebih cepat (berorientasi pita)

>Bahasa pemrograman tingkat tinggi (COBOL,FORTRAN, ALGOL)

>Ukuran lebih kecil dari komputer generasi I

>Penurunan suhu dibandingkan komputer generasi I

• Generasi III (1964-1971)

>Menggunakan Integrated Circuit

>Magnetic Core dan penyimpanan yang padat (solidstate) berkapasitas 32Kb – 3Mb

>Lebih fleksibel dengan I/O. Berorientasi disk

>Ukuran lebih kecil dibandingkan dengan komputer generasi II

>Penggunaan bahasa pemrograman tingkat tinggi lebih luas

>Munculnya komputer mini

• Generasi IV (1971 – Sekarang)

>Menggunakan mikroprosesor

>Kapasitas penyimpanan lebih besar dari 3Mb

>Peningkatan dalam rancangan modular dan kompabilitas antara peralatan yang disediakan oleh pabrik yang berbeda

>Tersedianya program yang canggih untuk aplikasi tertentu

>Kecanggihan peralatan I/O yang meningkat

• Generasi V (sekarang – masa depan)

>Implementasi mekanisme dasar untuk kesimpulan, asosiasi dan pembelajaran dalam perangkat lunak

>Intelegensi buatan dasar

>Implementasi mekanisme dasar untuk mengambil dan mengatur dasar pengetahuan

>Pemanfaatan pengenalan pola

Referensi:

nelly_sofi.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/35635/Arsitektur+Komputer.pdf

http://deky.students.uii.ac.id/2012/01/08/organisasi-dan-arsitektur-komputer/

ORGANISASI KOMPUTER DASAR

ORGANISASI KOMPUTER DASAR

Organisasi komputer dasar adalah sebuah perangkat yang berkaitan dengan unit-unit yang terinterkoneksi antara komponen penyusun sistem komputer untuk merealisasikan aspek. Contoh aspek dari organisasi komputer adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol. Dibawah ini terdapat blok diagram tentang organisasi komputer dasar.

Penjelasan Gambar :

Central Processing Unit ( CPU ) merupakan komponen penting dalam komputer dasar karena CPU merupakan perangkat pengendali urutan dari semua informasi dalam komputer dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan untuk unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program ataupun data yang sedang aktif digunakan dalam CPU. Ketiga unit diatas dihubungkan melalui berbagai macam BUS.

ARSITEKTUR KOMPUTER

Arsitektur komputer adalah gaya konstruksi dan organisasi antara komponen-komponen yang terkait dalam suatu perangkat sistem komputer. Walaupun setiap komputer pada dasarnya sama yaitu bekerja pada sebuah sistem digital, namun terdapat berbagai variasi dalam konstruksinya yang dapat membedakan cara penggunaan komputer.

Ada beberapa tingkatan dalam arsitektur komputer, pada konstruksi dan organisasi sistem komputer memiliki perbedaan sederhana diantara tingkatan tersebut yaitu perbedaan antara hardware dan software.

1.      TINGKATAN DASAR ARSITEKTUR KOMPUTER

Pada tingkatan dasar ini, hardware menempati tingkatan dasar dalam arsitektur komputer. Sedangkan satu tingkat diatasnya adalah software. Software berada ditingkat diatas hardware karena hardware mendukung software dengan memberikan atau menyediakan operasi yang diperlukan software.

2.      Multilayered Machine

Tingkatan dasar arsitektur komputer kemudian dikembangkan dengan memandang sistem komputer keseluruhan sebagai “Multilayered Machine” yang terdiri dari beberapa layer software di atas beberapa layer hardware.

Keterangan :

– Physical Device layer, merupakan komponen-komponen elektrik dan elektronik yang digunakan dalam arsitekturisasi komputer. Physical layer merupakan salah satu yang terpenting dalam arsitektur komputer.

– Digital Logic Layer, pada dasarnya elemen ini dapat menyimpan, memanipulasi, dan mentransmisikan data dalam bentuk biner sederhana.

– Microprogrammed Layer, layer ini menginterpretasikan instruksi bahasa mesin dari layer mesin dan secara langsung menyebabkan elemen logika digital menjalankan operasi yang dikehendaki.

– Machine Layer, tingkatan ini merupakan tingkatan paling bawah dalam suatu hardware. Dalam programnya layer ini harus menggunakan instruksi bahasa mesin.

– Operating System Layer, layer ini berfungsi sebagai pengatur cara yang dilakukan software dalam menggunakan hardware, dan hardware harus memberikan fasilitasnya sendiri untuk memungkinkan software menggunakan hardware tersebut secara lebih mudah.

– Higher Order Software Layer, layer ini mencakup semua program dalam bahasa selain bahasa mesin yang memerlukan penerjemahan kedalam bahasa mesin sebelum mereka menjalankan perintah yang dimaksud.

– Aplications Layer, merupakan bahasa komputer seperti yang dilihat oleh end-user.

STRUKTUR KOMPUTER

Struktur komputer dalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi.

Terdapat 4 struktur utama :

1.      Central Processing Unit ( CPU ) berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi–fungsi komputer.

2.      Memori Utama berfungsi sebagai penyimpan data.

3.      I/O berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

4.      System Interconnection merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O.

1.      CPU ( Central Processing Unit )

CPU merupakan bagian fungsional yang utama dari sebuah sistem komputer. Dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan.
Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah :

1. Membaca, mengkodekan, dan mengeksekusi instruksi program
2. Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.
3. Merespon interupsi dari luar.

2.      MEMORI

Memori adalah bagian fungsional komputer yang berfungsi untuk menyimpan program dan data.
RAM ( Random Access Memory )

RAM ( Random Access Memory ) adalah memori yang dapat dibaca atau ditulis. Data dalam sebuah RAM bersifat volatile, artinya data akan terhapus bila tidak ada aliran listrik. Karena sifat RAM yang volatile, maka program komputer tidak tersimpan di dalam RAM. RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara.
ROM ( Read Only Memory )

ROM ( Read Only Memory ) adalah memori yang hanya dapat dibaca. Data yang tersimpan dalam ROM bersifat non-volatile, artinya data tidak akan terhapus meskipun tidak ada aliran listrik. Maka ROM dipergunakan untuk menyimpan program. Ada beberapa tipe ROM, diantaranya ROM murni, PROM, dan EPROM.

3.      Unit Masukan ( I/O )

Unit Masukan ( I/O ) berfungsi untuk menerima masukan kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan. Dalam hubungan ini dikenal istilah peralatan masukan yaitu alat penerima dan pembaca masukan serta media masukan yaitu perantaranya. Berikut beberapa alat contoh unit masukan :

– Keyboard, merupakan piranti masukan yang terdiri dari kumpulan huruf, angka dan karakter khusus. Keyboard juga memberikan kemudahan bagi user untuk memberikan perintah yang diperlukan apabila menekan kombinasi antara karakter yang ada pada keyboard dengan tombol-tombol tertentu

– Mouse, berfungsi untuk memindahkan pointer atau kursor secara cepat

– Scanner, berfungsi untuk menyalin file atau dokumen baik berupa teks atau gambar menjadi teks atau gambar digital
– Floppy Disk Drive, berfungsi untuk menulis, membaca data, dan merekam data

– CD-ROM ( Compact Disc-Read Only Memory ), berfungsi untuk membaca CD ( Compact Disc ) atau VCD ( Video Compact Disk ) pada komputer

– CD-RW  ( Compact Disk-Read and Write ), yaitu alat serupa CD-ROM. Namun selain  dapat membaca CD, dapat juga merekam data ke CD

– DVD-ROM ( Digital Video Disc-Read Only Memory ), adalah alat untuk membaca CD, VCD, atau DVD pada komputer

– DVD RW ( Digital Video Disc-Read and Write ), yaitu alat seperti DVD-ROM namun selain dapat membaca CD, VCD dan DVD, dapat juga merekam data pada keping DVD
– Touchpad, biasanya terdapat pada notebook. Memiliki fungsi yang sama dengan mouse namun dalam penggunaannya hanya cukup dengan memberikan sentuhan jari

– Joystick, merupakan alat yang biasa digunakan pada permainan komputer

– Light pen, yaitu pointer elektronik untuk memodifikasi dan mendesain gambar dengan screen ( monitor )

– Barcode, berfungsi untuk membaca suatu kode yang berbentuk kotak atau garis-garis vertikal tipis dan tebal yang selanjutnya diterjemahkan dalam bentuk angka-angka. Biasanya kode barcode ini ditemukan pada kemasan makanan, minuman, buku, alat elektronik, serta produk-produk. Biasanya barcode ini memudahkan kasir yang ada di toko swalayan atau departemen store untuk mengidentifikasi suatu barang yang dibeli

– Kamera digital, merupakan kamera modern yang telah dimodifikasi sehingga tidak memerlukan roll film. Kamera ini dapat langsung dihubungkan dengan komputer melalui kabel data, sehingga memudahkan user untuk mentransfer data baik berupa gambar digital maupun video

– Voice input, adalah alat yang berfungsi untuk merubah suara sehingga terekam ke dalam komputer menjadi suara digital

– Graphics pads, Merupakan suatu piranti yang dapat digunakan untuk menggambar suatu objek pada monitor

4.      System Interconnection

System Interconnection merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama, dan I/O.

Sumber :

– https://iambigsmart.wordpress.com/2012/11/11/organisasi-komputer-dasar-dan-arsitektur-komputer
– http://rhadenfatul.blogspot.co.id/2014/10/struktur-dasar-komputer-dan-organisasi.html
– http://debyo.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/31390/handout4Organisasi+Komputer+Dasar.pdf

Pembahasan Tentang bas CPU dan ALU

CPU, Sistem BUS, ALU, Dan Register

1. CPU

CPU ( Central Processing Unit ) merupakan perangkat keras computer yang memiliki fungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah dan data dari perangat lunak. CPU merupakan otak dari computer. Tanpa adanya CPU, maka computer tidak akan berfungsi sebagai mestinya. CPU memiliki fungsi untuk menjalankan program yang telah disimpan dalam memori utama, dengan cara mengambil intruksi kemudian menguji intruksi dan mengeksekusinya sesuai alur perintah. Fungsi CPU :

1.    CPU akan mengatur dan mengendalikan alat-alat input output.

2.    CPU mampu mengambil intruksi-intruksi dari memori utama

3.    CPU akan mengambil data dari memori utama untuk di proses

4.    CPU akan mengirimkan intruksi ke ALU jika ada perhitungan aritmatika.

5.    CPU akan mengawasi kerja dari ALU .

6.    CPU akan menyimpan hasil proses ke memori utama.

 Kompenen Utama CPU
Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen, yaitu Arithmetic  and Logic  Unit  (ALU), Control Unit, Registers, dan CPU Interconnections.

 Gambar 1. komponen internal CPU

·                      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 komputer 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.

 2. Sistem Bus

1.      PENGERTIAN BUS SYSTEM 

Sistem bus atau bus system dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur –jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus. 

2. BUS

       Pengertian bus adalah bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk memindahkan data antar bagian- bagian d lam sistem komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran. Bus meruppakan jalur komunikasi yang dibagi pemakai suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Sistem bus adalah sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori, I/O). Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.

         Bus System dapat dibedakan atas :

1.      Data Bus ( Saluran Data )

2.      Address Bus ( Saluran Alamat )

3.      Control Bus ( Saluran Kendali )

      Struktur sistem bus

   a)      Data bus ( Saluran Data )

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umunya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran.

   b)     Address Bus ( Saluran Alamat ) 

1.      Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya , bila CPU akan membaca sebuah word dat adari memroi, maka CPU akan menaruh alamt word yang dimaksud pada saluran alamat.

2.      Digunakan untuk mengirinkan alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

3.      Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

4.      Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardwarenya.

   c)    Control Bus ( Saluran Control )

Saluran kontrol digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat unruk mengintrol penggunaanya.

3. ALU (Arithmatic Logical Unit)

Pengertian ALU

ALU atau yang biasa disebut dengan Arithmetic Logical Unit adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang memiliki 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 dalamALU di simpan ke dalam memori 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. 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.

Fungsi ALU

Fungsi ALU (Arithmetic Logical Unit)  adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi. Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) dan melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation).  Sirkuit yang digunakan oleh ALU ini disebut dengana dder karena Adder  digunakan untuk memproses operasi aritmetika, maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasional aritmetika. Ada 3 jenis Adder yaitu:

·                     Rangkaian Adder  yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder. 

·                     Rangkaian Adder  yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.

·                     Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder. 

Cara Kerja ALU

Gambar 2. cara kerja 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. 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.

                       

 4. REGISTER

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses, dan dibentuk oleh 16 titik elektronis di dalam chip mikroprosessor 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 yang dibahas di sini adalah register-register yang terdapat pada mikroporsesor keluarga Intel dari 80386-80486, yang mana terdiri dari : general purpose register (register serbaguna), pointer register (register pointer), index register (register indeks), segment register (register segmen), dan flag register (register status). Register-register tersebut semuanya menggunakan register 32-bit, kecuali register segmen yang hanya memiliki lebar 16-bit. Selain sebagai register 32-bit, register lain (selain register segmen) dapat digunakan sebagai register 16-bit, dan khusus untuk register serbaguna dapat digunakan untuk register 8-bit. Pada masa mikroprosesor 16-bit, semua registernya adalah 16-bit, kecuali register serbaguna yang dapat berfungsi sebagai register 16-bit dan 8-bit. Sedangkan pada masa mikroprosesor 8-bit register-registernya adalah register 8-bit, kecuali register status yang lebarnya 16-bit.

Berikut adalah penjelasan dari masing-masing register di atas.

- General Purpose Register (Scratch-Pad Register), terdiri dari:

·         AX (AH + AL) - Accumulator Register

·         BX (BH + BL) - Base Register

·         CX (CH + CL) - Counter Register

·         DX (DH + DL) - Data Register

- Segment Register

·         CS - Code Segment Register

·         DS - Data Segment Register

·         SS - Stack Segment Register

·         ES - Extra Segment Register

- Pointer Register

·         IP - Instruction Pointer Register

·         SP - Stack Pointer Register

·         BP - Base Pointer Register

- Index Register

·         SI - Source Index Register

·         DI - Destination Index Register

- Flag Register

·         GENERAL PURPOSE REGISTER

General Purpose Register terdiri dari emapt register yang mempunyai kemampuan 16 bit dan dapat dibagi menjadi Register Low dan High Bits yang masing-masing berkemampuan 8 bit.

Register AX

Register AX merupakan register aritmatik, karena register ini selalu dipakai dalam operasi penambahan, pengurangan, perkalian dan pembagian.

Setiap register general purpose mempunyai Register Low dan Register High, maka untuk AX register low-nya adlaah AL dan register high-nya adalah AH. Register AH merupakan tempat menaruh nilai service number untuk beberapa Interrupt tertentu.

Register BX

Register BX adalah salah satu dari dua register base Addressing Mode yang dapat mengambil atau menulis langsung dari atau ke memori.

Register CX

Register CX merupakan suatu counter untuk meletakkan jumlah lompatan pada Loop yang anda lakukan.

Register DX

Register DX memiliki 3 tugas antara lain:

Membantu AX dalam proses perkalian dan pembagian, terutama perkalian dan pembagian 16 bit.

DX merupakan register offset dari DS

DX bertugas menunjukkan nomor port pada operasi port

·         POINTER REGISTER

Pointer Register bertugas untuk menyimpan offset dari relative address.

Register IP

Pasangan register IP adalah register CS yang merupakan register terpenting untuk menunjukkan baris perintah program. Pada pertama program dijalankan register ini akan langsung menunjuk pada awal program.

Register SP

Pasangan register SP adalah register SS yang digunakan untuk operasi stack. Pada saat program pertama dijalankan register ini akan menunjuk pada byte terakhir stack.

Register BP

Register BP mempunyai fungsi yang sama dengan register BX yaitu dapat menulis dan membaca ke atau dari memori secara langsung. 

Perbedaannya adalah BX menulis dan membaca dengan segment SS (Stack Segment).

Register BP digunakan juga dalam komunikasi anatara bahasa komputer, seperti PASCAL dengan Assembler ataupun Turbo C dengan Assembler.

·         INDEX REGISTER

Index Register terdiri dari dua register yaitu register DI dan SI, dimana kedua register ini merupakan register yang dipakai untuk melakukan Operasi String.

Kedua register ini sering digunakan untuk menulis dan membaca ke atau dari memori seperti BX dan BP

·         FLAG REGISTER

| X | X | X | X | O | D | I |T | S | Z | X | A | X | P | X | C |

Flag Bits:

O - Overflow Flag

D - Direction Flag

I - Interrupt Flag

T - Trap Flag

S - Sign Flag

Z - Zero Flag

A - Auxiliary Carry Flag

P - Parity Flag

C - Carry Flag

X - Reserved (kosong)

Flag register ini merupakan suatu komposisi register 16 bit dengan ketentuan  seperti gambar diatas, dimana komposisi bit nya dapat mengecek apakah sesuatu berfungsi atau tidak.

SUMBER:
http://fhariedzth-killms.blogspot.co.id/2012/11/central-processing-unit-cpu.html
https://reddevil2893.wordpress.com/2013/12/05/pengertian-alu-arithmetic-logical-unit-dan-sitem-bus/
https://id.wikipedia.org/wiki/Bus_sistem

http://simuk-warrior.blogspot.co.id/2015/06/pengertian-bus-system-sistem-bus.html