Input & Output

Pengertian Input dan Output

a) Pengertian Input
Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori komputer untuk selanjutnya diproses lebih lanjut oleh prosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam komputer, atau bisa juga disebut sebagai unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor.

b) Pengertian Output
Output adalah data yang telah diproses menjadi bentuk yang dapat digunakan. Artinya komputer memproses data-data yang diinputkan menjadi sebuah informasi. Yang disebut sebagai perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya.


Alat Input - Output

Alat Input
Yaitu sejumlah komponen atau alat yang digunakan user untuk memasukkan data ke dalam komputer untuk diproses lebih lanjut agar menghasilkan informasi yang dibutuhkan.
Beberapa contoh alat input antara lain :

a)Keyboard

b)Scanner

c)Mouse

d)Webcam

e)Microphone

f)CD

Alat Output
Peralatan output adalah peralatan yang digunakan untuk membawa data keluar komputer atau juga untuk memindahkan data dari komputer ke perangkat lainnya. Berdasarkan bentuk outputnya, unit output terdiri dari :

Hardcopy device, alat yang digunakan untuk mencetak output ( misal: tulisan, angka, karakter dan simbol-simbol ) serta image ( grafik dan gambar ) pada media hard ( keras ) seperti kertas dan film. Contoh : Printer.


Softcopy device, alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan ( kata, angka, karakter dan simbol-simbol ) serta image ( grafik dan gambar ) ke dalam sinyal elektronik. Contoh : Monitor, Alpha Numerik Display, Projector dan Speaker.

Mekanisme Cara Kerja I/O :

CPU ( Central Processing Unit)

CPU

(CENTRAL PROCESSING UNIT)

CPU adalah otak dari Komputer . Disebut Central Process Unit. CPU bertugas mengambil dan mengeksekusi Instruksi . CPU terdiri dari ALU (Aritmathic Logic Unit) , Control Unit, Register dan Buss.

Generasi perkembangan CPU :
 

1.      Generasi Pertama

ENIAC(Electrical Numeric Intregrator  and Computer) yang diproduksi oleh IBM  pada tahun 1945 Adalah salah satu “moyang” computer yang ukuranya super-besar.Bayangkan saja,dengan perangkat yang terdiri dari 18.000 tabung kedap udara, dibutuhkan ruangan seluas 18x8 meter persegi untuk pengoperasianya!hampir separuh luas lapangan sepak bola.

Perkembangan CPU generasi pertama berlanjut dengan lahirnya EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) adalah computer ukuran besar pertama yang digunakan untuk keperluan bisnis pada tahun 1951-an.

2.      Generasi Kedua

Ditemukannya transistor pada tahun 1956 menjadi awal dari revolusi computer.Transistor menggantikan tube vakum pada televise,radio,dan computer sehingga ukurannya menjadi jauh lebih kecil daripada sebelumnya.Transistor juga membuat kebutuhan listrik menjadi lebih rendah.

Pada periode ini mulai dikenal bahasa pemrograman.Dengan bahasa pemrograman,computer mulai mudah dimengerti banyak orang karena istilah yang digunakan untuk memasukan data bukan lagi angka – angka biner melainkan sudah berupa teks.

Pada masa ini,computer semakin banyak dimanfaatkan untuk kepentingan bisnis karena benda ini telah mampu menjalankan fungsi – fungsi transaksi bisnis.

3.      Generasi Ketiga

Ditemukan IC (Integrated Circuit) oleh Jack Kilby pada tahun 1960-an menjadi tonggak penanda revolusi computer,khususnya perangkat CPU.IC menutup kelemahan yang ditimbulkan oleh pemakaian transistor pada CPU yang menjadikan perangkat computer cepat panas.

Walaupun dalam banyak hal,transistor mengungguli tube vakum,namun pemakaian transistor menghasilkan panas cukup besar yang berpotensi merusak bagian – bagian dalam computer.

Batu kuarsa berhasil mengatasi masalah ini. IC memadukan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silicon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa.lalu para ilmuwan berhasil memadatkan banyak komponen CPU ke dalam satu chip tunggal yang disebut semikonduktor.

Ditemukannya system operasi sebagai bagian dari perangkat lunak juga menjadi penanda penting generasi ini.

4.      Generasi Keempat

Pembuat Chip Intel 4004 pada 1971 oleh intel membawa kemajuan cukup signifikan bagi perkembangan CPU.Saat itulah penggabungan berbagai komponen yang sebelumnya terpisah pada perangkat CPU menjadi kenyataan.Komponen – komponen seperti memori,bus,dan prosesor dapat disatukan hanya dalam satu perangkat chip yang kecil.

Komputer tidak lagi sebesar lapangan sepakbola atau seukuran gedung dan kamar.komputer berubah menjadi jauh lebih mini.maka pada awal 1970-an, mulailah computer diproduksi untuk semua kalangan,tidak hanya sebatas pada pelaku bisnis besar.

Jika sebelumnya CPU dalam sebuah computer terpisah dari layar monitor,penemuan laptop pada awal 1990-an mengubah paradigm bahwa computer harus berada pada satu tempat tertentu.Apa lagi waktu itu kebutuhan manusia akan perangkat computer yang mudah dibawa ke mana-mana mulai meningkat.maka penemuan laptop menjadi kabar yang sangat menggembirakan.Saat itulah CPU mulai terintegrasi dengan layar monitor.

Era globalisasi ditandai dengan revolusi onternet pada awal 1990.Paradigma manusia terhadap benda computer semakin fleksibel lagi.berkat teknologi internet yang memudahkan berbagai akses informasi,manusia semakin ingin berkeliling dunia.

Trend yang berkembang selanjutnya yaitu menyatunya perangkat CPU dengan monitor,yang dikenal dengan nama tablet PC.contohnya adalah Ipad.

 

Bagian-bagian CPU :

ALU : adalah sirkuit digital yang menghitung proses aritmatik seperti pertambahan,pengurangan,perkalian dsb. Dan operasi logika seperti Eksclusive Or diantara 2 perbandingan angka. ALU adalah dasar pembentukan prosesi pada CPU.

Control Unit : Adalah Pengendali operasi pada CPU, termasuk Operasi ALU , semua perpindahan data melalui tempat ini, dan pertukaran data serta pengendali sinyal yang melalui segala external interfaces.

Register : komponen ini termasuk lokasi memory yang bisa di akses dengan sangat cepat. Tiga register adalah : Instruction Register (IR) , Program Counter (PC) dan Akumulator.

Buss: Komponen ini yang memodulasi transfer data pada CPU,  proses buss di kemas oleh kabel-kabel yang sangat kecil yang saling menghubungkan antara data dan komponen. Tiga komponen penting pada buss data adalah address,data dan control buss.

Bagaimana program dijalankan CPU? Mari kita meneliti cara central processing unit, bekerjasama dengan memori, mengeksekusi program komputer. Kita akan melihat bagaimana hanya satu instruksi dalam program dijalankan.

Pada kenyataannya Cara Kerja CPU pada Sistem, kebanyakan komputeer saat ini hanya dapat mengeksekusi satu instruksi pada satu waktu, meskipun mereka jalankan dengan sangat cepat. Banyak komputer pribadi dapat mengeksekusi instruksi dalam waktu kurang dari satu juta detik, sedangkan kecepatan setan dikenal sebagai superkomputer dapat mengeksekusi instruksi dalam waktu kurang dari satu milyar detik.

Sebelum instruksi Cara Kerja Sistem Komputer dapat dilaksanakan, instruksi-instruksi program dan data harus ditempatkan ke dalam memori dari perangkat input atau perangkat penyimpanan sekunder (proses ini semakin rumit oleh fakta bahwa, sebagaimana kita catat sebelumnya, data yang mungkin akan membuat sementara berhenti di register).

Cara Kerja CPU Pada Komputer sebagai berikut:

1. Mengambil unit kontrol (mendapat) instruksi dari memori.

2. Decode unit kontrol instruksi (memutuskan apa artinya) dan mengarahkan bahwa data yang diperlukan akan dipindahkan dari memori ke aritmatika logic unit. Ini bersama-sama dua langkah pertama disebut waktu instruksi, atau saya-waktu.

3. Aritmetik unit logika mengeksekusi instruksi aritmetika atau logis. Artinya, ALU diberikan kontrol dan melakukan operasi yang sebenarnya pada data.

4. THC aritmatika logic unit menyimpan hasil dari operasi ini di memori atau register. Langkah 3 dan 4 bersama-sama disebut waktu eksekusi, atau E-time.

5. Unit kontrol akhirnya mengarahkan memori untuk melepaskan hasil untuk perangkat keluaran atau perangkat penyimpanan sekunder.

http://www.ahmetozkurt.net/comporg/ekonomi/hw2006/meltem/main.html

http://vheeamalia-sukron.blogspot.nl/2011/11/sejarah-perkembangan-cpu-generasi_16.html

Set Instruksi

Set Instruksi (instruction set) adalah kumpulan lengkap dari perintah-perintah yang dapat di mengerti oleh Unit Processing (CPU)

Set Instruksi sering juga disebut sebagai bahasa mesin, aslinya berbentuk biner-biner tetapi kemudian di mengerti sebagai bahasa Assembly, dan disederhanakan menjadi singkatan-singkatan berrupa Kode agar mudah dimengerti manusia .

Instruksi tu sendiri terdiri dari sebuah opcode dan beberapa operand

*Istilah:

-Opcode(Operation Code) : Merupakan bagian perintah yang harus di kerjakan. Kode-kode operasi ditulis dalam bentuc Mnemonic / singkatan yang mudah diingat . Cth:MOV,ACALL,RET,dsb.

-Operand : Merupakan pelengkap bagian kode operasi tetapi tak semua kode operasi memerlukan operand. Operand sangat bervasriasi, bisa berupa kode2 yang dipakai untuk menyatakan Register dan prosesor.

Di dalam sebuah instruksi terdapat beberapa elemen-elemen instruksi:

1.        Operation code (op code)

2.        Result operand reference

3.        Source operand reference

4.        Xext instruction preference

Format instruksi (biner):

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

Beberapa simbolik instruksi:

ADD               : Add (jumlahkan)

SUB                : Subtract (Kurangkan)

MPY/MUL     : Multiply (Kalikan)

DIV                 : Divide (Bagi)

LOAD             : Load data dari register/memory

STOR              : Simpan data ke register/memory

MOVE            : pindahkan data dari satu tempat ke tempat lain

SHR                : shift kanan data

SHL                : shift kiri data .dan lain-lain

Cakupan jenis instruksi:

Data processing           : Aritmetik (ADD, SUB, dsb); Logic (AND, OR, NOT,     SHR, dsb);     konversidata

Data Storage (memory)  : Transfer Data (STOR, LOAD, MOVE, dsb)

Data movement              : Input dan Output ke modul I/O

Program flow control    : JUMP, HALT, dsb.

Jenis-Jenis Instruksi

v       Pengolahan data (data processing),
meliputi operasi-operasi aritmetika dan logika. Operasi aritmetika memiliki kemampuan komputasi untuk pengolahan data numerik. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.

v       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.

v       Penyimpanan data (data storage),
berisi instruksi-instruksi penyimpanan ke memori. 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.

v      Kontrol aliran program (program flow control),
berisi instruksi pengontrolan operasi dan pencabangan. Instruksi ini berguna untuk pengontrolan status dan mengoperasikan percabangan ke set instruksi lain.

   

  Jumlah Alamat : 

• Jumlah register atau alamat yang digunakan dalam operasi CPU tergantung format operasi masing-masing CPU.
• Ada format operasi yang menggunakan 3, 2, 1 dan 0 register.
• Umumnya yang digunakan adalah 2 register dalam suatu operasi. Desain CPU saat ini telah menggunakan 3 alamat dalam suatu operasi, terutama dalam MIPS  (Milyar Instructions Per Second)
• Alamat per instruksi yang lebih sedikit akan membuat instruksi lebih sederhana dan pendek, tetapi lebih sulit mengimplementasikan fungsi-fungsi yang kita inginkan.
• Karena instruksi CPU sederhana maka rancangan CPU juga lebih sederhana.
• Jumlah bit dan referensi per instruksi lebih sedikit sehingga fetch dan eksekusi lebih cepat.
• Jumlah instruksi per program biasanya jauh lebih banyak.
• Pada jumlah alamat per instruksi banyak, jumlah bit dan referensi instruksi lebih banyak sehingga waktu eksekusi lebih lama.
• Diperlukan register CPU yang banyak, namun operasi antar register lebih cepat.
• Lebih mudah mengimplementasikan fungsi-fungsi yang kita inginkan.

q

    Format instruksi 3 alamat

Mempunyai bentuk umum seperti : [OPCODE][AH],[AO1],[AO2]. Terdiri dari satu alamat hasil, dan dua alamat operand, misal SUB Y,A,B Yang mempunyai arti dalam bentuk algoritmik : Y := A – B dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi reg a dengan isi reg B, kemudian simpan hasilnya di reg Y. bentuk bentuk pada format ini tidak umum digunakan di dalam computer, tetapi tidak dimungkinkan ada pengunaanya, dalam peongoprasianya banyak register sekaligus dan program lebih pendek.

Contoh:
A, B, C, D, E, T, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
SUB Y, A, B              Y := A – B
MPY T, D, E               T := D × E      
ADD T, T, C               T := T + C
DIV Y, Y, T               Y:= Y / T
Memerlukan 4 operasi

      Format instruksi 2 alamat

            Mempunyai bentuk umum : [OPCODE][AH],[AO]. Terdiri dari satu alamat hasil merangkap operand, satu alamat operand, missal : SUB Y,B yang mempunyai arti dalam algoritmik : Y:= Y – B dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi reg Y dengan isi reg B, kemudian simpan hasillnya di reg Y. bentuk bentuk format ini masih digunakan di computer sekarang, untuk mengoprasikan lebih sedikit register, tapi panjang program tidak bertambah terlalu banyak.

              Contoh :
A, B, C, D, E, T, Y adalah register
            Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
            MOVE Y, A               Y := A
            SUB Y, B                   Y := Y - B
            MOVE T, D                T := D
            MPY T, E                    T := T × E
            ADD T, C                   T := T + C
            DIV Y, T                    Y:= Y / T
Memerlukan 6 operasi

        Format instruksi 1 alamat

          Mempunyai bentuk umum : [OPCODE][AO]. Terdiri dari satu alamat operand, hasil disimpan di accumulator, missal : SUB B yang mempunyai arti dalam algoritmik : AC:= AC – B dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi Acc dengan isi reg B, kemudian simpan hasillnya di reg Acc. bentuk bentuk format ini masih digunakan di computer jaman dahulu, untuk mengoprasikan di perlukan satu  register, tapi panjang program semakin bertambah.

               Contoh :
A, B, C, D, E, Y adalah register
            Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
            LOAD D                     AC := D
            MPY E                        AC := AC × E
            ADD C                       AC := AC + C
            STOR Y                      Y := AC
            LOAD A                     AC := A
            SUB B                        AC := AC – B
            DIV Y                        AC := AC / Y
            STOR Y                      Y := AC
Memerlukan 8 operasi

         Format instruksi 0 alamat

          Mempunyai bentuk umum : [OPCODE]. Terdiri dari semua alamat operand implicit, disimpan dalam bentuk stack. Operasi yang biasanya membutuhkan 2 operand, akan mengambil isi stack paling atas dan dibawahnya missal : SUB yang mempunyai arti dalam algoritmik : S[top]:=S[top-1]-S[top]  dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi stack no2 dari atas dengan isi stack paling atas, kemudian simpan hasilnya di stack paling atas, untuk mengoprasikan ada beberapa instruksi khusus stack PUSH dan POP.

              Contoh :
A, B, C, D, E, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
            PUSH A                      S[top] := A
            PUSH B                      S[top] := B
            SUB                            S[top] := A - B
            PUSH C                      S[top] := C
            PUSH D                      S[top] := D
            PUSH E                      S[top] := E
            MPY                           S[top] := D × E
            ADD                           S[top] := C + S[top]
            DIV                             S[top] := (A - B) /S[top]
            POP Y                         Out := S[top]
Memerlukan 10 operasi

Spesifikasi instruksi 3 alamat :

• Simbolik : a = b + c.
• Format alamat : hasil, operand 1, operand 2.
• Digunakan dalam arsitektur MIPS.
• Memerlukan word panjang dalam suatu instruksi.

Spesifikasi instruksi 2 alamat :

• Simbolik : a = a + b.
• Satu alamat diisi operand terlebih dahulu kemudian digunakan untuk menyimpan hasilnya.
• Tidak memerlukan instruksi yang panjang.
• Jumlah instruksi per program akan lebih banyak daripada 3 alamat.
• Diperlukan penyimpanan sementara untuk menyimpan hasil.

Spesifikasi instruksi 1 alamat :

• Memerlukan alamat implisit untuk operasi.
• Menggunakan register akumulator (AC) dan digunakan pada mesin lama.

Spesifikasi instruksi 0 alamat :

• Seluruh alamat yang digunakan implisit.
• Digunakan pada organisasi memori, terutama operasi stack.          

 Sumber: http://adi-lecture.blogspot.com/2013/02/set-instruksi-dan-pengalamatan.html
               http://www.4shared.com/office/KVurIF/SET_INSTRUKSI_MODUS_PENGALAMAT.html