OPERASI SEL MEMORY

OPERASI SEL MEMORI 

Elemen dasar  memori  adalah sel  memori. Walaupun digunakan sejumlah teknologi elektronik, seluruh sel memori memiliki sifat – sifat tertentu:

·         Sel  memori emiliki  dua  keadaan stabil  (atau semi-stabil), yang  dapat  digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0.

·         Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali).

·         Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca.

Gambar 1.d menjelaskan operasi  sel  memori. Umumnya  sel  memori  mempunyai  tiga terminal fungsi yang mampu membawa sinyal listrik. Terminal select berfungsi memilih operasi tulis  atau baca. Untuk  penulisan, terminal  lainnya  menyediakan sinyal  listrik  yang  men-set  keadaan sel brnilai 1 atau 0, sedangkan untuk operasi pembacaan, terminal ini digunakan sebagai keluaran.

ILMU KOMPUTER

Ilmu komputer (bahasa Inggris: Computer Science), secara umum diartikan sebagai ilmu yang mempelajari baik tentang komputasi, perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software).

Ilmu komputer mencakup beragam topik yang berkaitan dengan komputer, mulai dari analisa abstrak algoritma sampai subyek yang lebih konkret seperti bahasa pemrograman, perangkat lunak, termasuk perangkat keras. Sebagai suatu disiplin ilmu, Ilmu Komputer lebih menekankan pada pemrograman komputer, dan rekayasa perangkat lunak (software), sementara teknik komputer lebih cenderung berkaitan dengan hal-hal seperti perangkat keras komputer (hardware).

Namun demikian, kedua istilah tersebut sering disalah-artikan oleh banyak orang.
Tesis Church-Turing menyatakan bahwa semua alat komputasi yang telah umum diketahui sebenarnya sama dalam hal apa yang bisa mereka lakukan, sekalipun dengan efisiensi yang berbeda. Tesis ini terkadang dianggap sebagai prinsip dasar dari ilmu komputer. Para ahli ilmu komputer biasanya menekankan komputer von Neumann atau mesin Turing (komputer yang mengerjakan tugas yang kecil dan deterministik pada suatu waktu tertentu), karena hal seperti itulah kebanyakan komputer digunakan sekarang ini. Para ahli ilmu komputer juga mempelajari jenis mesin yang lain, beberapa diantaranya belum bisa dipakai secara praktikal (seperti komputer neural, komputer DNA, dan komputer kuantum) serta beberapa diantaranya masih cukup teoritis (seperti komputer random and komputer oracle).

Ilmu Komputer mempelajari apa yang bisa dilakukan oleh beberapa program, dan apa yang tidak (komputabilitas dan intelegensia buatan), bagaimana program itu harus mengevaluasi suatu hasil (algoritma), bagaimana program harus menyimpan dan mengambil bit tertentu dari suatu informasi (struktur data), dan bagaimana program dan pengguna berkomunikasi (antarmuka pengguna dan bahasa pemrograman). <> Masukkan rumus disini
Ilmu komputer berakar dari elektronika, matematika dan linguistik. Dalam tiga dekade terakhir dari abad 20, ilmu komputer telah menjadi suatu disiplin ilmu baru dan telah mengembangkan metode dan istilah sendiri.

Departemen ilmu komputer pertama didirikan di Universitas Purdue pada tahun 1962. Hampir semua universitas sekarang mempunyai departemen ilmu komputer.
Penghargaan tertinggi dalam ilmu komputer adalah Turing Award, pemenang penghargaan ini adalah semua pionir di bidangnya.


Organisasi Dan Arsitektur Komputer

Memori

Memori adalah bagian dari komputer tempat program – program dan data – data disimpan. Beberapa pakar komputer (terutama dari Inggris) menggunakan istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket.

Tanpa sebuah memori sebagai tempat untuk mendapatkan informasi guna dibaca dan ditulis oleh prosesor maka tidak akan ada komputer – komputer digital dengan sistem
penyimpanan program.Walaupun konsepnya sederhana, memori komputer memiliki aneka ragam jenis,teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya.

Dalam bab ini akan dibahas mengenai memori internal dan bab selanjutnya membahas memori eksternal. Perlu dijelaskan sebelumnya perbedaan keduanya yang sebenarnya fungsinya sama untuk penyimpanan program maupun data.

Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Sebenarnya terdapat beberapa macam memori internal, yaitu register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor. Sedangkan memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, seperti disket dan hardisk.


Operasi Sel Memori

merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0.
• Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali).
• Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca.

menjelaskan operasi sel memori. Umumnya sel memori mempunyai tiga
terminal fungsi yang mampu membawa sinyal listrik. Terminal select berfungsi memilih operasi tulis atau baca. Untuk penulisan, terminal lainnya menyediakan sinyal listrik yang men-set keadaan sel brnilai 1 atau 0, sedangkan untuk operasi pembacaan, terminal ini digunakan sebagai
keluaran.

ARSITEKTUR KOMPUTER

Pendahuluan

Setiap hal yang dikerjakan CPU dibagi-bagi menjadi beberapa langkah yang sederhana dan berurutan. Osilator clock membangkitkan clock CPU yang digunakan dalam langkah (step) kerja CPU dalam urutan perkerjaannya. Karena clock CPU ini sangat cepat untuk ukuran manusia, sehingga yang terlihat bahwa CPU bekerja secara langsung dan cepat.

Mikrokontroler 8-bit dari Motorola M68HC05 dan M68HC11 memiliki organisasi khusus yan disebut dengan arsitektur Von Neumann. Dalam arsitektur ini, CPU dan rangkaian memori di-interkoneksi-kan dengan bus alamat dan bus data. Bus alamat digunakan untuk menentukan lokasi memori yang mana yang akan diakses, dan bus data digunakan untuk mengirim informasi baik dari CPU ke lokasi memori dan sebaliknya.

Dalam arsitektur implementasi Motorola ini terdapat beberapa memori spesial yang disebut dengan register CPU yang terletak di dalam CPU itu sendiri. Register ini mirip dengan memori yang dapat menyimpan informasi. Tetapi register ini terjalur langsung di dalam CPU dan bukan bagian dari memori konvensional mikrokontroler.

CPU menganggap semua lokasi memori sebagai satu kesatuan walaupun di dalamnya terdapat instruksi program, data variabel, maupun kontrol input-output (I/O). Teknik semacam ini yang disebut dengan memory-mapped I/O. Artinya, semua piranti input-output dari sistem mikrokontroler memiliki alamat tersendiri yang ikut dipetakan dalam peta memori, sehingga dianggap sebagai bagian dari memori itu sendiri.

Di dalam CPU juga terdapat komponen ALU atau Arithmatic Logic Unit yang digunakan untuk melakukan kalkulasi aritmatika dan logika yang didefinisikan oleh intruksi. Berbagai macam variasi operasi aritmatika biner dikerjakan dalam ALU ini. Hampir semua operasi aritmatika biner didasarkan pada operasi tambah. Pengurangan dikerjakan sebagai proses tambah dengan salah satu data dikomplemenkan. Perkalian dikerjakan sebagai urutan beberapa proses tambah dan operasi shift dalam ALU. Blok diagram dari CPU M68HC05 ditampilkan dalam gambar 4.1 di samping

 


Register-register CPU

CPU yang berbeda memiliki set register yang berbeda pula. Perbedaan utama terletak pada jumlah dan ukuran dari register itu sendiri. Dalam gambar 4.1 diperlihatkan register-register CPU yang terdapat dalam mikrokontroler keluarga M68HC05.

Register A berukuran 8 bit, juga dikenal sebagai akumulator karena register ini digunakan untuk menyimpan hasil dari operasi aritmatika dan manipulasi data. Register ini juga dapat langsung diakses untuk operasi non-aritmatika. Akumulator digunakan dalam proses eksekusi dari program saat isi dari beberapa lokasi memori yang digunakan di-load ke akumulator. Demikian juga instruksi penyimpanan akan menyebabkan isi dari akumulator disimpan dalam memori yang telah ditentukan.

Register X adalah index register yang berukuran 8 bit. Kegunaan utama dari index register ini adalah untuk menunjukkan suatu area memori di mana CPU akan mengambil atau menuliskan suatu informasi. Kadang-kadang index register juga disebut dengan pointer register.

PC atau program counter digunakan CPU untuk menata urutan alamat instruksi yang akan dikerjakan. Saat CPU reset atau baru dihidupkan, PC ini dimuati dengan alamat yang telah ditentukan dalam reset vector. Lokasi reset vector ini berisi alamat dari instruksi pertama yang akan dikerjakan oleh CPU. Saat suatu instruksi dikerjakan, CPU akan menambah isi PC sehingga akan menunjuk ke alamat informasi berikutnya yang akan dibutuhkan CPU. Jumlah bit dari PC sama persis dengan jumlah jalur bus alamat. Isi dari register ini dinyatakan dalam empat digit heksadesimal di mana enam bit teratas selalu nol karena hanya 10 bit jalur bus alamat.

CCR atau condition code register adalah register dengan ukuran 8 bit, yang menyimpan indikator status dari hasil operasi CPU sebelumnya. Terdapat tiga bit teratas tidak digunakan dan selalu sama dengan logika satu. Instruksi percabangan menggunakan bit-bit status dalam register ini untuk mengerjakan suatu keputusan percabangan.

Isi dari CCR ini adalah sebuah interrupt mask dan empat indikator status seperti pada gambar 4.1. Kelima flag tersebut adalah H atau half cary, N atau negative, Z atau zero, dan C atau carry/borrow.

Flag H (half carry) digunakan untuk operasi aritmatika BCD (Binary Coded Decimal) dan dipengaruhi oleh kerja instruksi ADD dan ADC. Bit H ini akan set jika ada carry yang timbul dari digit heksadesimal 0-3 (low order) dan digit desimal 4-7 (high order).

Bit I (interrupt mask) bukanlah status flag tetapi merupakan bit yang akan men-nonaktif-kan semua sumber interrupt yang maskable saat bit ini diset. Interrupt baru akan aktif jika bit ini nol. Jika ada interrupt eksternal yang terjadi saat bit I diset, maka interrupt tersebut akan di-latch dan akan diproses saat bit I dinolkan. Karena itu, interrupt yang terjadi tidak akan hilang. Setelah interrupt ditangani, instruksi RTI (return from interrupt) akan menyebabkan register ini dikembalikan ke nilai semula. Umumnya, bit I ini akan menjadi nol setelah instruksi RTI dilaksanakan.

Flag N (negative) akan diset jika hasil dari operasi aritmatika, logika, maupun manipulasi data yang terakhir adalah negatif. Nilai negatif dalam two's complement ditandai jika bit MSB adalah satu.

Flag Z (zero) diset jika hasil dari operasi aritmatika, logika, maupun manipulasi data terakhir adalah nol. Instruksi perbandingan (compare) akan mengurangi suatu harga dari suatu lokasi memori yang akan dites. Jika nilainya sama, maka bit Z ini akan diset.

Flag C (carry/borrow) digunakan untuk menandai apakah ada carry dari hasil operasi tambah atau ada borrow darioperasi pengurangan. Instruksi shift dan rotate juga dapat memakai bit C ini.

SP atau stack pointer digunakan sebagai pointer ke lokasi yang tersedia berikutnya dalam tumpukan stack dalam uruatn LIFO (last-in first-out). Stack ini dapat dianalogikan sebagai tumpukan kartu. Setiap kartu menyimpan satu byte (8 bit) informasi. Dalam suatu saat, CPU dapat menaruh satu kartu di atas tumpukan kartu tersebut maupun mengambil satu kartu dari tumpukan. Kartu di dalam tumpukan tidak dapat diambil kecuali jika kartu di atasnya sudah diambil sebelumnya. Stack mirip dengan tumpukan kartu ini hanya saja dalam fisiknya, stack mempunyai arah tumpukan ke bawah bukan ke atas seperti pada tumpukan kartu.

SP akan menunjuk pada alamat stack yang akan tersedia berikutnya. Jika CPU menaruh informasi dalam stack, maka data tersebut akan dituliskan dalam memori yang ditunjukkan oleh nilai SP saat itu, dan kemudian nilai SP akan dikurangi satu sehingga SP akan menunjukkan ke lokasi memori berikutnya yang kosong untuk digunakan sebagai penyimpan berikutnya. Jika CPU mengambil data dari stack, SP akan ditambah satu sehingga menunjukkan ke lokasi stack yang terakhir, dan kemudian data diambil dan dibaca oleh CPU. Saat CPU pertama kali dihidupkan atau setelah instruksi Reset Stack Pointer (RSP), maka SP akan menunjukkan memori tertentu dalam RAM.

Reset

Reset digunakan untuk memaksa sistem mikrokontroler untuk menuju alamat tertentu. Sistem periperal dan sejumlah bit kontrol dan status juga dipaksa untuk menuju ke state awal sebagai hasil dari proses reset.

Aksi-aksi berikut ini yang terjadi akibat proses reset dari mikrokontroler:

1.      Semua register data direction (DDR) diset nol (input)

2.      Nilai SP dipaksa menjadi $00FF

3.      Bit I dalam CCR diset

4.      Latch interrupt eksternal dinolkan

5.      Latch STOP dinolkan

6.      Latch WAIT dinolkan

Kondisi-kondisi berikut ini yang akan menyebabkan mikrokontroler M68HC05 menjadi reset:

1.      Sinyal input low pada kaki RESET

2.      Reset karena pertama kali dihidupkan

3.      Timer watchdog COP (computer operating properly) sudah habis

4.      Usaha untuk menjalankan perintah dari suatu alamat yang tidak diperbolehkan