Unit Input Output

Unit Input Output

Nama    : Yohannes Leonard

Kelas    : 4IB02-C

Npm     : 17416788

A.    Unit Input

Menurut Raymond Mcleod (2001) ada lima cara dasar memasukkan data ke dalam komputer , yaitu keyboard, alat penunjuk (pointing device) , alat pembaca optis , alat pembaca magnetik, dan alat pengenal suara.

Ø  Keyboard

Unit input yang paling popular adalah keyboard dari terminal atau komputer mikro. Keyboard memungkinkan anda memasukkan data dengan menekan tombol-tombol yang tepat. Mirip mein ketik, sebagian bear keyboard komputer dilengkapi dengan sejumlah tobol tambahan. Mislnya numeric keyboard yaitu tombol-tombol yang diatur dengan pola yang sama seperti kalkulator saku untuk memudahkan memasukkan data angka. Tombol khusus lainnya yaitu tanda panah atau cursor control key yang digunakan untuk memindah cursor dan tombol fungsi lainnya yang menjalankan tugas tertentu bagi pemakai, tergantung dari perangkat lunaknya. Cursor  adalah sebuah simbol kecil yang digunakan operator  keyboard untuk suatu area di layar komputer tempat operasi sedang dikerjakan.

 Ø  Alat Penunjuk

Meskipun tombol tanda panah memungkinkan perpindahan cursor banyak perangkat lunak modern yang dirancang untuk memanfaatkan alat penunjuk (pointing device). Alat-alat tersebut adalah mouse, trackball, touch screen, light pen, dan unit remote control.

1. Mouse

Adalah sebuah alat kecil dan ringan kira-kira seukuran setumpuk kartu yang pas dengan telapak tangan. Dengan menggeser permukaan mouse di permukan rata, bolanya akan berputar dan cursori bergerak dilayar sesuai dengan pola yang diikuti mouse.

2.Trackball

Adalah sebuah alat penunjuk yang sama dengan mose tapi bolanya ada diatas bukan dibawah. Karena lokasi bila tersebut, pemakai dapat menggerakkan cursor hanya dngan memutar bola tanpa memindahkan seluruh alat tersbut. Kelebihan trackball dari pada mouse adalah tidak memerlukan bidang diatas meja.

3.Touch screen

 Sebagian layar komputer memiliki kemampuan layar sentuh yang memungkinkan anda  memasukkan data atau intruksi hanya dengan menyentuh satu lokasi dilayar hanya dengan menggunakan jari tangan,

4.   Light pen

Digunakan untuk menunjuk pada layar seperti cara jari menunjuk pada layar sentuh. Ketika pena digerakkan diatas papan khusus yang dengan cara yang sama seperti mouse suatu signal elektroik dikirimkan melalui kabel ke komputer sehingga signal tersebut dapat diinterpretasikan oleh program.

5.      Unit remote control

      Anda dapat berkomunikasi dengan komputer seperti anda mengatur televisi dengan menggunakan unit remote control genggam.

Ø  Alat Pembaca Optis

Alat input  yang membaca data dengan menyinari suatu sinar terang diatas data dan kemudian menangkap citra yang terpantul pada matrik sel-sel photoelectric disebut alat pembaca optis atau scanner. Pendkatan input komputer ini disebut OCR(optical character recognition).

Ø  Alat Pembaca Magnetik

Bentuk otomatis data pertama yang berhasil adalah MICR(magnetic ink character recognition)yang diperkenalkan pada akhir 1950an oleh ABA(American Banking Association). ABA memerintahkan agar karakter-karakter khusus dicetak dibagian bawah cek dengan menggunakan tinta khusus. Tinta khusus tersebut berisi zat yang yang dapat diberi muatan magnet segera sebelum dibaca. Kombinasi tinta dan bentuk khusus karakter tersebut memudahkan proses membaca oleh komputer.

Ø  Alat Pengenal Suara

Unit pengenal suara (speech recognition unit) menganalisis pola suara dan mengubahnya menjadi bentuk digital untuk diproses. Untuk mengatasi keterbatasan oleh sistem yang hanya mengenali suara satu pemakai saja dikembangkan pengenal suara jenis speaker independent system yang berbeda. Proses pengenalannya didasarkan pada bagaimana kita berbicara dari pada apa yang dikatakan. Teknik ini menjanjikan mampu mengenali semua pemakai yang berbicara dalam bahasa apapun asalkan proses pembuatan model suaranya telah dilakukan.

B.     Unit Output

 Berikut ini beberapa hasil akhir dari semua pemrosesan komputer berbentuk output yaitu alat output tampilan, alat output cetakan, alat output suara, plotte, dan microfon.

·         Unit Output

Alat ini yang popular adalah display screen atau monitor atau layar tampilan sangat beragam dalam ukuran, resolusi, dan kemampuan warna. Kecuali layar yang dirancang untuk fungsi khusus, ukuran ditentukn dengan mengukur diagonal permukaan layar. Resolusi atau kejernihan suatu tampilan tergantung pada jumlah titik-titik individual yang dapat diproyeksi ke layar. Tiap titik ini atau pixel dicahayai untuk menghasilkan karakter atau pola grafik. Jika jumlah pixel bertambah, resolusi semakin baik. Jika anda memiliki monitor monochrome, tampilan itu biasanya terdii dari karakter putih atau hijau diatas latar belakang hitam atau karakter abu-abu diats latar belakang putih. Jika anda memiliki monitor berwarna.

·  Alat Output Cetakan

Kelemahan utama layar tampilan adalah ketidakmampuannya untuk menghasilkan salinan kertas, atau hard  copy, dari output.Salin kertas merupakan pilihan atau keharusan jika:

1.      Informasi dikirim melluipos, misalkan faktur atau tagihan yang harus diposkan kepada pelanggan.

2.      Catatan historis diperlukan, misalnya daftar cek gaji bulanan.

3.      Jumlah output relatif banyak seperti laporan manajemen yang panjangnya beberapa halaman.

4.      Beberapa orang harus menggunakan informasi yang sama pada waktu yang sama, misalnya dalam konferensi.

·         Alat Output Suara

Walaupun input suara berkembang lambat. Output komputer bersuara telah cukup lama digunakan. Speech output unit atau audio response unit dapat memilih serangkaian suara digital untuk membentuk output komputer bersuara yang dapat langsung ditransmiikan atau mellui suatu saluran komunikasi. Jika anda memencet sebuah nomor telepon dan menerima pesan,”Nomor yang anda hubungi tidak terpakai lagi. Nomor yang baru adalah ........”. pesan tersbut dihasilkan oleh alat output suara.

·         Plotter

Sejumlah pemakai komputer pertama adalah para insinyur dan ilmuwan yang memerlukan output  grafik. Alat output khusus yang disebut plotter dirancang untuk memenuhi kebutuhan ini. Plotter ada dalam berbagai ukuran. Model dekstop kecil menghasilkan gambar seukuran kertas biasa. Model besar mencetak pada gulungan kertas yang lebarnya dapat mencapai emmpat kali.

·  Mikrofon

Perusahaan- perusahaan dengan file dokumen yang besar sering menyimpannya dalam bentuk miniature di atas film gotografi. Nama mikrofon diberikan pada semua teknologi seperti itu dengan istilah microfilm untuk film dalam bentuk gulungan dan microfiche untuk film dalam bentuk lembaran. Dengan microform dokumen kertas satu ruangan penuh dapat disimpan dalam sedikit gulungan atau lembaran yang muat dalam laci meja.ketika dihubungkan langsung ke komputer, computer outpur microform (COM) device mencetak dokumen pada microfilm atau microfiche. Microfilm viewer khusus yang tidak disambungkan ke komputer digunakan untuk menampilkan dokumen dan microfilm printer menghasilkan salinan kertas ukuran penuh. Banyak aplikasi microform sekarang digantikan oleh optical disk.

· Output Grafik

Pemakai dapat memilih output tabel dalam bentuk baris dan kolom informsi alphanumeric(huruf, angka, dan karakter khusus) atau output grafik dalam bentukdiagram, grafik, dan bentuk grafis lainnya. Selain membutuhkan perangkat lunak grafis, output grafik membutuhkan perangkat kertas yang sesuai. Tiga jenis alat yang dapat menghasilkan output grafik adalah printe, plotter, dan layar tampilan.

CPU ( Central Processing Unit )

CPU

( Central Processing Unit )

Nama      : Yohannes Leonard

Kelas      : 4IB02-C

Npm        : 17416788

CPU merupakan singkatan dari Central Processing Unit, adalah perangkat keras komputer (harware) yang mana tugas si CPU ini adalah melaksanakan perintah dan mengolah data dari perangkat lunak. Atau CPU ini juga sering dikatakan otaknya komputer. CPU itu sendiri terdiri dari berbagai macam komponen seperti Motherboard, Processor, RAM, Hardisk, Hadsink dan lainnya.

CPU bentuknya kecil dan persegi, berisi beberapa konektor logam pada bagian bawahnya untuk dimasukkan secara langsung ke soket CPU pada motherboard.
CPU terdiri atas tiga komponen, yaitu:

- Control Unit, atau Unit Kontrol, bertugas sebagai pusat dari pengendalian komputer yaitu mengambil berbagai data dan instruksi dari memori untuk diproses, menyeleksi instruksi yang berhubungan dengan fungsi logika dan aritmetika dan mengirimkannya ke bagian ALU untuk diproses, mengawasi kerja ALU, mengatur alat-alat input output, dan membawa kembali hasil (output) pemrosesan ke memori utama.

- ALU (Arithmetic and Logical Unit) fungsinya untuk melakukan proses perhitungan aritmatika dan logika sesuai dengan instruksi program.

- Register, fungsinya yaitu sebagai memori tempat penyimpanan data atau instruksi yang akan diproses.

 
Cara Kerja CPU

Pada saat suatu program akan dieksekusi atau  diproses, maka isi dari sebuah program tersebut yang berada di dalam harddisk akan di diambil dan di masukkan ke RAM.

Control Unit membedakan instruksi dan data, instruksi ditempatkan ke Program-Penyimpanan sedangkan data ditempatkan di Working-Storage. Selanjutnya instruksi dan data itu di ambil oleh Control Unit di simpan di Register.

 Bila instruksi merupakan perhitungan logika atau aritmatika, maka ia dibawa ke ALU untuk diproses. Hasilnya akan ditampung di Accumulator. Dan Control Unit akan mengambilnya dan membawanya kembali ke RAM yang kemudian di tampilkan hasilnya ke alat output, seperti Monitor.

Arsitektur Set Instruksi

Arsitektur Set Instruksi

Nama    : Yohannes Leonard

Kelas    : 4IB02-C

Npm      : 17416788

                                                       Arsitektur Set Instruksi

Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram, Set instruksi (instruction set) adalah sekumpulan lengkap instruksi yang dapat di mengerti oleh sebuah CPU, set instruksi sering juga disebut sebagai bahasa mesin (machine code), karna aslinya juga berbentuk biner kemudian dimengerti sebagai bahasa assembly, untuk konsumsi manusia (programmer), biasanya digunakan representasi yang lebih mudah dimengerti oleh manusia.

a.      Dua bagian utama arsitektur komputer:

1.      Instruction set architecture (ISA) / arsitektur set instruksi ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana   programmer bahasa mesin akan berinteraksi oleh komputer. ISA menentukan sifat komputasional computer, ISA terkadang digunakan untuk membedakan kumpulan karakteristik yang disebut di atas dengan mikro arsitektur prosesor, yang merupakan kumpulan teknik desain prosesor untuk mengimplementasikan set instruksi (mencakup microcode, pipeline, sistem cache, manajemen daya, dan lainnya).

2.      Hardware system architecture (HSA) / arsitektur system hardware  HSA berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup  desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.

Jenis-Jenis Instruksi

          Terdapat kumpulan unik set instruksi, yang dapat digolongkan dalam jenis-jenisnya yaitu :

1.      Pengolahan data (dataprocessing)

Meliputi operasi-operasi aritmetika dan logika. Operasi aritmetika memiliki kemampuan komputasi untuk pengolahan data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.

2.      Perpindahan Data (data movement)

Perpindahan data (data movement) berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O. untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan instruksi-instruksi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan.

3.       Penyimpanan data (data storage)

Penyimpanan data (data storage) berisi instruksi-instruksi penyimpan kememori. Instruksi penyimpanan sangat penting dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakan penyimpanan walaupun sementara.

4.       Kontrol aliran program (program flow control)

Kontrol aliran program (program flow control) berisi instruksi pengontrolan operasi dan percabangan ke set instruksi lain.

Karakteristik Dan Fungsi Set Instruksi

a.      Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions)

b.      Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set).

Elemen-Elemen Dari Instruksi Mesin (Set Instruksi)

* Operation Code (opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan

* Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan    dilaksanakan

* Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan

* Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai. Source dan result operands dapat berupa salah satu diantara tiga jenis berikut ini:

Main or Virtual Memory

CPU Register

I/O Device

Missal instruksi dengan 2 alamat operand : ADD A,B A dan B adalah suatu alamat register.

Desain Set Instruksi

a.      Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek

yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:                                          

1. Kelengkapan set instruksi

2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3. Kompatibilitas :             

 -  Source code compatibility

 - Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:

1.      Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya

2.      Data Types: tipe/jenis data yang dapat diolah berdasarkan Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.

3.      Register: Banyaknya register yang dapat digunakan

4.      Addressing: Mode pengalamatan untuk operand

Jenis-Jenis Operand

* Addresses

* Numbers :

 – Integer or fixed point => sebuah integer yang skala dengan faktor tertentu. Penting untuk dicatat bahwa faktor skala ditentukan oleh jenis, itu adalah sama untuk semua nilai dari jenis fixed-titik tertentu.

– Floating point => sebuah bilangan yang digunakan untuk menggambarkan sebuah nilai yang sangat besar atau sangat kecil

– Decimal (BCD )=> sistem pengkodean bilangan desimal yang metodenya mirip dengan bilangan biner biasa; hanya saja dalam proses konversi, setiap simbol dari bilangan desimal dikonversi satu per satu, bukan secara keseluruhan seperti konversi bilangan desimal ke biner biasa.)

* Characters :

 – ASCII (American Standard Code for Information Interchange) => suatu standar internasional dalam kode huruf dan simbol seperti Hex dan Unicode tetapi ASCII lebih bersifat universal, contohnya 124 adalah untuk karakter "|". Ia selalu digunakan oleh komputer dan alat komunikasi lain untuk menunjukkan teks.

 – EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) => kode 8 bit untuk huruf yang dipakai pada sistem operasi komputer merk IBM, seperti z/OS, OS/390, VM, VSE, OS/400, serta i5/OS

* Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1

 Tipe-tipe Operasi

Ø   Transfer data

·       Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.

·        Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas dari pada stack.

·        Menetapkan panjang data yang dipindahkan.

·        Menetapkan mode pengalamatan.

·        Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah :

a.      Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain

b.      Apabila memori dilibatkan :

Menetapkan alamat memori.

Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat

memori aktual.

Ø  Operasi Set Instruksi Untuk Transfer Data

a.      MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan

b.      STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori

c.      LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor

d.      EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan

e.      CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan

f.       SET : memindahkan word 1 ke tujuan

g.      PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack

h.      POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber

Ø  ARITHMETIC

a)    Aritmatic Tindakan CPU untuk melakukan operasi Arithmatic :

-      Transfer data sebelum atau sesudah

-      Melakukan fungsi dalam ALU

-      Menset kode kode kondisi dan flag.

Operasi set instruksi untuk aritmatik :

a. ADD                  : Penjumlahan

b. SUBSTRACT    : Pengurangan

c. MULTIPLY       : Perkalian

d. DIVIDE            : Pembagian

e. ABSOLUTE

f .NEGATIVE

g. DECREMENT

h. INCREMENT

Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operasi tunggal

b)     Input Output Tindakan CPU untuk melakukan Input/Output :

-      Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped.

-      Mengawali perintah ke Modul I/O Operasi Set Instruksi Input/Output

-      INPUT: Memindahkan data dari pengangkat I/O tertentu ke tujuan

-      OUTPUT: Memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O

-      START I/O: Memindahkan instruksi ke processor I/O untuk mengawali operasi I/O

-      TEST I/O: Memindahkan informasi dari system I/O ke tujuan Logical

Ø  LOGIKA

·        Kontrol system dan transfer controla.

·        Tindakan CPU sama dengan aritmatik b.Operasi set instruksi untuk operasi Logical :

-         AND, OR, NOT, EXOR

-         COMPARE :Melakukan perbandingan logika

-         TEST : Menguji kondisi tertentu

-         SHIFT : Operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin 

Ø  CONVERSI

Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical.

* Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.

* Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner.

Operasi set instruksi untuk conversi :

1. TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian    memori berdasrkan tabel korespodensi.

2. CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.

Ø  INPUT / OUPUT

* Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :

1. Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped.

2. Mengawali perintah ke modul I/O

* Operasi set instruksi Input / Ouput :

1. INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan

2. OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O

3. START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O

4. TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan

Ø  TRANSFER CONTROL

* Tindakan CPU untuk transfer control : Mengupdate program counter   untuk subrutin , call / return.

* Operasi set instruksi untuk transfer control :

1. JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC  dengan alamat tertentu.

2. JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.

3. JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.

4. RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu.

5. EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruksi

6. SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya.

7. SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan

8. HALT : menghentikan eksekusi program.

9. WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi

10. NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.

Teknik Pengalamatan

Ada 6 macam cara dalam mode pengalamatan :
1. Immmediate addressing
Merupakan bentuk pengalamtan yang paling sederhana, dimana operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari instruksi operand sama dengan field alamat. Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk komplemen dua, dengan bit kiri sebagai bit tanda. Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda di geser ke kiri hingga maksimum word data.
Keuntungan dari mode pengalamatan ini adalah tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand, dan juga dapat menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan cepat . Namun kekurangan dari mode pengalamatan ini adalah ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat


2. Direct addressing
Cara ini merupakan cara yang baik digunakan pada komputer lama dan komputer kecil, karena hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan sebuah kalkulus khusus.
Kelebihan dari mode pengalamatan ini, dimana field alamat berisi efektif address sebuah operand. Kelemahan dari mode penglamatan ini yaitu keterbatasan field alamat karena panjang fied alamat relatif lebih kecil dibanding panjang word.

3. Indirect addressing
Mode ini merupakan mode pengalamatan secara tidak langsung, dimana field mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat oprand yang panjang.

Contoh pada kasus ADD(A) dimana tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi memori alamat A ke akumulator.
Pada mode ini kelebihannya, dimana ruang bagi alamatnya menjadi besar, sehingga semakin banyak alamat yang mendapat referensi. Namun ada pula kekurangan dari mode pengalamatan ini yaitu,diperlukan referensi memori ganda dalam suatu fetch sehingga memperlambat proses operasi.

4. Register addressing
Register addressing merupakan suatu mode pengalamatan yang cara kerjanya hampir mirip dengan mode pengalamatan langsung (direct addressing), namn perbedaannya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama.
Field yang mereferensi register yang memiliki panjang3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16 general purpose.

Keuntungan dari mode pengalamatan register ini adalah Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori. Akses ke register lebih cepat dari pada akses ke memori, sehingga proses eksekusi akan lebih cepat. Namun adapun kelemahan dari mode ini yaitu menjadi terbatasnya ruang alamat.

5. Register indirect addressing
Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak. Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat dari pada mode pengalamatan tidak langsung

6. Displacement addressing
Mode ini yaitu dengan operand berada pada alamat A ditambahkan isi register. Pada mode ini terdapat tiga model displacement yaitu :
-Relative addressing
-Base register addressing
-Indexing