Selasa, 04 April 2017

MESIN PENGOLAH ANGKA

Bagian-bagian bilangan 

apakah kalian ingin belajar mengoperasikan bilangan? Mungkin ada banyak diantara kita yang bertanya, bagaimanakah cara belajar menggunakan bilangan? Tenang kawan, menggunakan bilangan itu tidaklah sesulit yang kalian bayangkan, bahkan terbilang sangatlah mudah. Namun, bagi para pemula yang masih asing dengan sistem bilangan, mungkin akan mengalami kebingungan dalam awal pembelajaran.

Baiklah, hal pertama yang harus kita pelajari sebelum kita belajar untuk menggunakan sebuah bilangan adalah kita harus mengenal bagian-bagian bilangan terlebih dahulu, dan berikut ini kita akan berkenalan dengan bagian-bagian bilangan yang perlu kita ketahui sebelum belajar berhitung. Bagian bilangan pada umumnya dibagi menjadi 4, yaitu penjumlahan,pengkalian, pembagian, dan pengurangan.

Perangkat Penjumlahan (+)

Perangkat input merupakan sebuah perangkat yang kita perlukan untuk memasukkan perintah kedalam sebuah bilangan,contoh dari perangkat input adalah:

polpen

  polpen merupakan perangkat yang berfungsi untuk memasukkan sebuah karakter sesuai dengan keinginan kita seperti huruf, angka, dan simbol kedalam sistem bilangan.

Scanner angka

Fungsi scanner angka adalah untuk memindai simbol angka, ataupun tulisan kedalam data binner yang terdapat di bilangan. 

Perangkat Pemroses Bilangan

Perangkat pemroses adalah alat dalam bilangan yang digunakan untuk memroses segala perintah dari perangkat input (+) yang kemudian ditransfer ke perangkat output (-) untuk dijadikan bilangan atau apapun yang bisa diakses melalui kertas, Beberapa contoh perangkat pemroses dapat Anda lihat di bawah ini:

CPUB (Central Processing Unit Bilangan)

CPUB merupakan inti dari bilangan untuk melakukan pengolahan angka dari beberapa perintah yang telah kita berikan melalui perangkat input (+), di dalam sebuah CPUB terdapat berbagai komponen yang memiliki tugas kerja masing-masing, komponen tersebut seperti:

Motherboard Bilangan/ mainboard

Motherboard bilangan dalam bahasa indonesia disebut papan induk, merupakan elemen dasar di dalam sebuah bilangan. Motherboard adalah tempat yang digunakan untuk menempatkan berbagai komponen disaat kita akan merakit suatu bilangan. Moatherboard berisi sub-sistem yang penting seperti prosesor bilangan dan kawan-kawan.

Random Access Memory Bilangan/ RAMB

Merupakan tempat menyimpan angka dalam jangka pendek atau sementara. RAMB akan membuat perangkat lunak yang sedang dijalankan kemudian akan menyimpannya untuk sementara waktu, sehingga saat bilangan menjalankan tugasnya ia tidak perlu menarik angka dari harddisk bilangan untuk memperoleh angka yang kita butuhkan.

Processor Bilangan (x :)

Prosesor bilangan juga dijuluki sebagai otak suatu bilangan. Pasalnya prosesor bilangan memiliki tugas sebagai pengatur atau pengendali bilangan yang didukung oleh komponen-kompoen lain. Prosesor merupakan sebuah IC yang berfungsi untuk mengontrol kinerja bilangan secara menyeluruh.

Hard Disk Bilangan

Perangkat yang satu ini merupakan sebuah perangkat yang meiliki fungsi sebagai penyimpan angka sekunder di sebuah bilangan.

Perangkat Output (-)

Perangkat output adalah perangkat yang digunakan untuk menampilkan hasil dari angka yang telah kita masukkan melalui perangkat input (+) yang kemudian diolah didalam CPUB. Contoh dari perangkat Output (-) antara lain:

Monitor Bilangan

Monitor merupakan sebuah kertas yang berfungsi untuk menampilkan angka berbentuk cek dari hasil olahan angka yang telah kita berikan.
sebelumnya pasang motherboard bilangan anda menggunakan perangkat input anda yaitu polpen
dan masukkan komponen bilangan di bawah ini:
123456789
Lalu komponen tersebut ke mother board bilangan yang telah anda siapkan yaitu:
[1][2][3][4][5][6][7][8][9]
 [246802468]
[3][6][9][2][5][8][1][4][7]
[482604826]
[5][0][5][0][5][0][5][0][5]
[628406284]
[7][4][1][8][5][2][9][6][3]
[864208642]
[9][8][7][6][5][4][3][2][1]
KET.
[] = Motherboard Bilangan/ mainboard
[1][2][3][4][5][6][7][8][9]= input bilangan A (+)
 [246802468]= output bilangan A (-)
[3][6][9][2][5][8][1][4][7]= RAMB
[482604826] = Hard Disk Bilangan
[5][0][5][0][5][0][5][0][5] = CPUB
[628406284] = input bilangan B (+) 
[7][4][1][8][5][2][9][6][3] = monitoring
[864208642] = output bilangan B
proses mengolah angka:
masukkan perangkat input A(+) 
[1][2][3][4][5][6][7][8][9]
ke perangkat output A (-) yaitu
 [246802468] 
menggunakan alat input anda (polpen)  sehingga output bilangan A (-) berisi 
[[3][6][9][2][5][8][1][4][7]] 
dan input A berkurang isi menjadi 
[1][2][3][4][5][6][7][8] 
selajutya cek keberadaan hasil pengolahan tersebut ke CPUB yaitu:
[5][0][5][0][5][0][5][0][5]
Jika 
masukkan output bilangan yang sudah terisi (setelah berubah menjadi RAMB) ke input B (-) yaitu [628406284] atau CPUB bertambah kapasitas sehingga input B bertambah isi menjadi [9][8][7][6][5][4][3][2][1] (berubah menjadi input C)

SERVER BILANGAN
 Server bilangan adalah sebuah sistem bilangan yang menyediakan jenis layanan (service) tertentu dalam sebuah jaringan angka binner (0 dan 1). Server (5x5) didukung dengan prosesor (5)yang bersifat scalable dan RAM yang besar, juga dilengkapi dengan sistem operasi khusus, yang disebut sebagai sistem operasi jaringan (x : + -) (numeric operating system).
 contoh server bilangan pada  sistem perkalian (x)
[1][2][3][4][5][6][7][8][9]
        [246802468]
[3][6][9][2][5][8][1][4][7]
        [482604826]
[5][0][5][0][*][0][5][0][5]
        [628406284]
[7][4][1][8][5][2][9][6][3]
        [864208642]
[9][8][7][6][5][4][3][2][1]
keterangan:
server = [*] (5x5=25)
Perhatikan gambar di bawah:
Dari keterangan gambar di atas sebuah server komputer memiliki 10 buah client.
Jika di dalam sistem bilangan server (5x5=25) melayani 10 buah angka client yaitu perkalian 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ,10.

Fungsi dan kegunaan bilangan server (pelayan angka)

Dari penjelasan pengertian bilangan server di atas, mungkin sudah bisa anda pahami apa fungsi dari bilangan server. Berikut beberapa fungsi dari bilangan server:
1. Bertanggung jawab melayani permintaan angka client.
2. Menyediakan resource untuk di gunakan bersama baik itu perangkat keras (+ - x :) agar dapat di gunakan di semua angka client di dalam jaringan angka.
3. Bertanggungjawab mengatur lalu lintas angka.
4. Dapat menyimpan kode angka untuk di akses bersama menggunakan angka sharing.
5. Mampu mengatur hak akses level dalam jaringan, sehingga tidak semua client angka bisa membuka kode yang di simpan di bilangan server.
6.  menyediakan aplikasi binner yang dapat di jalankan di semua bilangan.
7. Melindungi bilangan client dengan memasang bukti keluaran dan masukan / scuriti di bilangan server. 

Manfaat pennggunaan bilangan server

Dari segi manfaat, jelas bilangan server sangat di butuhkan dan mampu menghemat waktu menjadi lebih singkat dalam proses penjumlahn dan pengurangan.

BUS BILANGAN
  Pengertian bus
Pengertian Bus adalah  bagian dari sistem bilangan yang berfungsi untuk memindahkan simbol angka antar bagian – bagian dalam sistem bilangan. Simbol ngka dipindahkan dari piranti masukan (+) ke CPU (5), CPU (5) ke memori (3), atau dari memori (3) ke piranti keluaran (-).
Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama bilangan disebut sebagai Bus System. Biasanya sebuah Bus System terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah.
Bus System dapat dibedakan atas:
1. Data Bus ( Saluran simbol angka )
2. Address Bus ( Saluran Alamat tujun )
3. Control Bus ( Saluran Kendali )


Sistem BUS pada bilangan
  1. Penghubung bagi keseluruhan komponen bilangan dalam menjalankan tugasnya
  2. Komponen bilangan :
  1. CPU (5)
  2. Memori (3)
  3. Perangkat I/O (+ -)
Transfer data antar komponen bilangan.
  1. Data atau simbol angka yang tersimpan dalam memori (3) dapat diakses dan dieksekusi CPU (5) melalui perantara bus
  2.  Melihat hasil eksekusi bilangan melalui kertas juga menggunakan sistem bus
Mikroprosesor bilangan
  • Melakukan pekerjaan secara paralel
  • Program dijalankan secara multitasking
Interkoneksi komponen angka sistem bilangan dalam menjalankan fungsinya
  • Interkoneksi bus
  • Pertimbangan–pertimbangan perancangan bus
Struktur Interkoneksi adalah Kompulan lintasan atau saluran berbagai modul  (CPU,Memori,I/O)
Struktur interkoneksi bergantung pada
  1. Jenis data (simbol angka)
  2. Karakteristik pertukaran data (simbol angka)
Jenis Data (simbol angka)
Memori (3):
Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing–masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.


Modul I/O (+/-) :
Operasi modul I/O adalah pertukaran data (simbol ngka) dari dan ke dalam bilangan. Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori (3) dengan operasi pembacaan dan penulisan.
CPUB (5) :
CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine–routine program yang diberikan padanya. CPUB mengendalikan seluruh sistem bilangan sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem bilangan.

Gambar 1. Modul Bilangan

Dari jenis pertukaran data (simbol angka) yang diperlukan modul–modul bilangan, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data (simbol angka).
  • Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.
  • CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.
  • I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.
  • CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.
  • I/O ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA
Sistem bus

Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus simbol angka terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer simbol 8 . Secara umum fungsi saluran busdikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu :
  • Saluransimbol angka
  • Saluran alamat
  • Saluran kontrol

Gambar 2. Pola Interkoneksi

Saluran Data (simbol angka)
Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran.
Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.
Saluran Alamat (Address Bus)
  • Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan simbol angka pada bus simbol angka.
  • Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori (3) yang akan diakses CPU (5).
  • Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul bilangan saat CPU (5) mengakses suatu modul.
  • Semua peralatan yang terhubung dengan sistem bilangan, agar dapat diakses harus memiliki alamat.
Contoh : mengakses port I/O (+/-), maka port I/O (+/-) harus memiliki alamat hardware-nya
Saluran kontrol (Control Bus)

Digunakan untuk mengontrol bus simbol angka s/a, bus alamat dan seluruh modul yang ada.
Karena bus s/a dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini.

kode kontrol terdiri atas
  • kode perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi
Prinsip Operasi Bus
  1. Meminta penggunaan bus.
  2. Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan s/a yang diinginkan ke modul yang dituju


1.   Data Bus :
  • ·         Berfungsi untuk mentransfer s/a, membawa s/a dari dan ke perangkat atau periferal
  • ·         Terdiri atas beberapa jalur penghantar, 8, 16, 32 bahkan 64 bahkan lebih jalur paralel
  • ·         Data ditransmisikan dalam dua arah, yaitu dari CPU atau mikroprosesor ke unit memori  atau modul I/O dan sebaliknya.
  • ·         Semakin lebar bus maka semakin besar s/a yang dapat ditransfer sekali waktu.


2.    Control Bus:
  • ·         Berfungsi untuk mensinkronkan proses penerimaan dan pengiriman s/a.
  • ·         Untuk mengatur memori (3)atau port agar siap ditulis atau dibaca.
  • ·         Sinyal Kontrol: RD, WR, IO/M
  • ·       kode Read dan write : untuk mengakses s/a ke dan dari perangkat

3.     Address Bus:
  • ·         membawa informasi untuk mengetahui lokasi suatu perangkat atau periferal
  • ·         Untuk memilih lokasi memori (3) atau port yang akan ditulis atau dibaca
  • ·         Untuk menentukan rute s/a, bersumber dari mana, tujuannya ke mana.
  • ·         Bersifat searah, cpu (5) memberikan alamat yang bertujuan untuk menentukan periferal mana yang dituju. Contoh memori (3 )mana yang dituju atau I/O (+/-) mana yang dituju.
  • ·         Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat dialamati.
  • ·         Jumlah alamat yang dapat dituju pada Bus alamat bilangan adalah sebanyak 2n. n jumlah jalur Bus alamat.
  • Ø    Elemen-Elemen Rancangan Bus
    Rancangan suatu bus dapat dibedakan atau diklasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut :
1. Jenis bus
2. Metode Arbitrasi
3. Timing
4. Lebar Bus
5. Jenis Transfers/a


  • Ø    Jenis Bus
    Jenis bus dapat dibedakan atas :
1. Dedicated
Merupakan metode di mana setiap bus ( saluran ) secara permanen diberi fungsi atau subset fisik komponen bilangan.

2. Time Multiplexed
Merupakan metode penggunaan bus yang sama untuk berbagai  keperluan, sehingga menghemat ruang dan waktu.

  • Ø    Metode Arbitrasi
Metode arbitrasi adalah metode pengaturan dari penggunaan bus, dan dapat dibedakan atas :
            1. Tersentralisasi        : menggunakan arbiter sebagai pengatur sentral
2. Terdistribusi          : setiap bus memiliki access control logic


  • Semakin lebar bus s/a, semakin besar kode binner yang dapat ditransfer pada suatu saat.
  • Ø    Jenis Transfer s/a
    Transfer s/a yang menggunakan bus di antaranya adalah :
    1. Operasi Read (baca)
    2. Operasi Write (menulis)
    3. Operasi Read Modify Write
    4. Operasi Read After Write
    5. Operasi Block
 Decode & encode pada bilangan
Sebelum meneransfer isi simbol angka ke simbol angka lain melalui BUS bilangan atau saluran I/O (+/-), maka kode angka desimal tersebut diubah menjadi bilangan binner dan proses tersebut dinamakan dengan proses encode. sebaliknya proses pengubahan kode binner ke desimal dinamakn decode.

Memory Buffer Register (MBR)

Memory Buffer Register atau yang biasa disingkat dengan MBR adalah suatu register yang berfungsi untuk memuat isi informasi yang akan dituliskan ke memori (3) atau baru saja dibaca dari memori (3)(pada alamat yang ditunjukkan oleh isi MAR (Memory Address Register) , atau untuk menampung s/a dari memori (yang alamatnya ditunjuk oleh MAR) yang akan dibaca.
MBR berperan dalam proses pengaksesan memori (3) yaitu dalam proses read/write dari atau ke memori (3). Berikut ini urutan proses read dari memori.
Ø      Taruh alamat memori (3) yang akan dibaca (dalam unsigned(range 0 hingga 2n binary) ke MAR 2 – 1).
Ø      Kirim READ kode melalui READ control I/O.
Ø      Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR tidak berubah).
Ø      Taruh isi alamat yang ditunjuk ke dalam MBR.
            Sedangkan, urutan proses write ke memori (3)adalah sebagai berikut.
Ø      Taruh alamat memori (3) yang akan ditulisi (dalam unsigned binary) ke MAR (range 0 hingga 2n – 1).
Ø      Taruh s/a yang akan ditulis ke MBR.
Ø      Kirim signal WRITE melalui WRITE control I/O.
Ø      Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR tidak berubah).
Ø      salin isi MBR ke memori (3) (isi MBR tidak berubah).
Selanjutnya, urutan kejadian selama siklus instruksi tergantung pada rancangan CPU. Misalnya sebuah komputer yang menggunakan register memori alamat (MAR), register memori buffer (MBR), pencacah program (PC), dan register instruksi (IR); Proses aliran data pada siklus pengambilannya adalah sebagai berikut.
Ø      Pada saat siklus pengambilan (fetch cycle), instruksi dibaca dari memori.
Ø      PC berisi alamat instruksi berikutnya yang akan diambil.
Ø      Alamat ini akan dipindahkan ke MAR dan ditaruh di bus alamat.
Ø      Unit kontrol meminta pembacaan memori dan hasilnya disimpan di bus data dan disalin ke MBR dan kemudian dipindahkan ke IR.
Ø      PC naik nilainya 1, sebagai persiapan untuk pengambilan selanjutnya.
Ø      Siklus selesai, unit kontrol memeriksa isi IR untuk  menentukan apakah IR berisi operand specifier yang menggunakan pengalamatan tak langsung.
Kemudian proses aliran data pada siklus tak langsung adalah sebagai berikut.
Ø      N bit paling kanan pada MBR, yang berisi referensi alamat, dipindahkan ke MAR.
Ø      Unit kontrol meminta pembacaan memori, agar mendapatkan alamat operand yang diinginkan ke dalam MBR.
Ø      Siklus pengambilan dan siklus tak langsung cukup sederhana dan dapat diramalkan.
Ø     Siklus instruksi (instruction cycle) mengambil banyak bentuk karena bentuk bergantung pada bermacam-macam instruksi mesin yang terdapat di dalam IR.
Ø Siklus meliputi pemindahan data di antara register-register, pembacaan atau penulisan dari memori atau I/O, dan atau penggunaan ALU.
Lalu proses aliran data pada siklus interupsi adalah sebagai berikut.
Ø      Isi PC saat itu harus disimpan sehingga CPU dapat melanjutkan aktivitas normal setelah terjadinya interrupt.
Ø      Cara : Isi PC dipindahkan ke MBR untuk kemudian dituliskan ke dalam memori.
Ø      Lokasi memori khusus yang dicadangkan untuk keperluan ini dimuatkan ke MAR dari unit kontrol.
Ø      Lokasi ini berupa stack pointer.
Ø      PC dimuatkan dengan alamat rutin interrupt.
Ø      Akibatnya, siklus instruksi berikutnya akan mulai mengambil instruksi yang sesuai.

Proses aliran s/a pada siklus tak langsung!
  1. N bit paling kanan pada MBR, yang berisi referensi alamat, dipindahkan ke MAR.
  2. Unit kontrol meminta pembacaan memori, agar mendapatkan alamat operand yang diinginkan ke dalam MBR.
  3. Siklus pengambilan dan siklus tak langsung cukup sederhana dan dapat diramalkan.
  4. Siklus instruksi (instruction cycle) mengambil banyak bentuk karena bentuk bergantung pada bermacam-macam instruksi mesin yang terdapat di dalam IR.
  5. Siklus meliputi pemindahan data di antara register-register, pembacaan atau penulisan dari memori atau I/O, dan atau penggunaan ALU.








Proses aliran data pada siklus interupsi!

  • Isi PC saat itu harus disimpan sehingga CPU dapat melanjutkan aktivitas normal setelah terjadinya interrupt.
  • Cara : Isi PC dipindahkan ke MBR untuk kemudian dituliskan ke dalam memori.
  • Lokasi memori khusus yang dicadangkan untuk keperluan ini dimuatkan ke MAR dari unit kontrol.
  • Lokasi ini berupa stack pointer.
  • PC dimuatkan dengan alamat rutin interrupt.
  • Akibatnya, siklus instruksi berikutnya akan mulai mengambil instruksi yang sesuai.










Hubungan bus dalam proses read dan write




Bagaimana Cara Kerja ALU di Komputer ???
Suatu unit computer dibangun dari 4 unit fungsional dasar yakni, central processing unit (CPU), memori, input dan ouput (I/O). CPU melakukan proses komputasi yang sebenarnya dan terdiri dari dua sub-bagian: unit logika arimtmetika (ALU) yang berfungsi untuk melakukan proses perhitungan angka dan logika seperti penjumlahan, pengurangan, logika AND, logika OR dan lain-lain. Bagian kendali pada CPU mengelola aliran data, seperti membaca dan melaksanakan instruksi-instruksi program. Jika data diterima memerlukan perhitungan, maka bagian kendali akan memberikannya ke unit ALU untuk diproses. Pada sistim computer berbasis mikroprosesor, mikroprosesornya merupakan CPU.


Gambar 2.2. Blok Diagram Sistim Komputer Berbasis Mikroprosesor
Data digital berbentuk bit, dimana tiap bit memiliki satu nilai 1 atau 0. Rangkaian digital biasanya menggunakan tegangan 5 V DC untuk menyatakan logika 1 dan 0 V DC untuk menyatakan logika 0. Gabungan 8 bit data sama dengan 1 byte. Suatu mikroprosesor menangani data-data digital dalam satuan word, dimana lebar word dalam satuan 8, 16 atau 32 bit. Sebagai contoh, suatu mikroprosesor 8-bit memiliki word dalam ukuran byte dengan nilai maksimum desimal sebesar 255. (computer manyatakan bilangan dalam bentuk digital; sebagai contoh, 11111111 binary = 255 decimal). Bit paling kanan dalam bilangan binary memiliki nilai dengan bobot terendah (biasanya 1) dan disebut bit kurang berarti (least significant bit = LSB). Bit paling kiri mewakili nilai dengan bobot tertinggi dan disebut bit paling berarti (most significant bit = MSB).

Advertisements

Leave a Reply