Organisasi dan Arsitektur Komputer

1. OrganisasidanArsitekturKomputer Tim Jurusan MikroprossesordanArsitekturinternalnya Sesi3

2. Outline

3. Outline

4. Outline

5. TujuanIntruksional • Mampumenjelaskanarsitekturprosessor x86

6. Mikroprossesordanarsitekturinternalnya • Sub PokokBahasan 1: Pengembangan Processor • Sub PokokBahasan 2: • Sub PokokBahasan 3: • Sub PokokBahasa 4:

7. 8086 • Intel 8086 adalah salah satu processor tertua yang ada, dan merupakan arsitektur komputer umum yang digunakan saat ini • Perbandingan yang akan dilihat difokuskan pada register, instruction operand, memory dan metode pengalamatan, percabangan, function calls dan format instruksi

8. x86 processor timeline • 1971: Intel’s 4004 adalah microprocessor pertama dengan CPU 4 bit • 1978: 8086 adalah processor 16 bit pertama • 1981: IBM menggunakan 8088 pada proyek kecil PC mereka. • 1989: 80486 memperkenalkan floating-point unit dalam chip yang sama pada main processor dan menggunakan implementasi RISC seperti pipelining untuk meningkatkan performa • 1997: Pentium II is superscalar, supports multiprocessing, and includesspecial instructions for multimedia applications. • 2002:The Pentium 4 runs at insane clock rates (3.06 GHz), implementsextended multimedia instructions and has a large on-chip cache.

9. 8086 • Diperkenalkan tahun 1978 • Clock Speed 5, 8 , 10 Mhz • Bus Width 16 bit • Number of transistor 29.000 • Feature size 3 µm • Adressable memory 1MB

10. 8086 register • Ada 4 general-purpose 32-bit register, yaitu AX BX CX DX • Ada 4 32-bit registers yang digunakan untuk pengalamatan memory, yaitu SP BP SI DI • Beberapa 16-bit registers digunakan untuk segmentasi memory yaitu :. CS SS DS ES FS GS • Ada dua spesial register 32-bit, yaitu • EIP adalah instruction pointer atau program counter. • FLAGS berisi kondisi kode untuk instruksi percabangan. • Memiliki general purpose-register yang terbatas, artinya adalah banyak data yang harus di simpan dalam memory, dan akan dibutuhkan banyak akses ke memory

11. Arsitektur 8086

12. Buses and operation • Seluruh internal register, begitu pula internal dan eksternal data bus selebar 16 bit. • 20 bit external address bus memiliki 1 MB alamat memory (220 = 1,048,576). • Memiliki 16 bit I/O address, artinya memiliki 64 KB ruang I/O terpisah (216 = 65,536) • Karena register hanya 16 bit maka linier address space dibatasi pada 64 KB.

13. 8086 Register

14. Register dan Instruksi • 8086 memiliki 8 buah 16 bit register termasuk stack pointer. • AX, BX CX dan juga dapat diakses sebagai dua kali lebih banyak 8-bit register (lihat gambar) • BP, SI, DI, SP adalah register 16 bit tanpa segmentasi

15. Flags • 8086 memiliki 16 bit flag register. • 9 register aktif dan menunjukkan status dari processor, yaitu Carry flag, Parity flag, Auxiliary flag, Zero flag, Sign flag, Trap flag, Interrupt flag, Direction flag and Overflow flag.

16. Status and Control Registers • IP – Instruction Pointer – contains the offset of the next instruction to be executed. • Flags Register – individual bit positions within register show status of CPU or results of arithmetic operations. • Control Flags (Direction, Interrupt, Trap) • Status Flags (Carry, Overflow, Sign, Zero, Auxiliary Carry, Parity) JNM

17. Flags - Status • Carry (CF) – set when the result of an unsigned arithmetic operation is too large to fit into the destination. • Overflow(OF) – set when the result of a signed arithmetic operation is too wide to fit into the destination. • Sign(SF) – set when the result of an arithmetic or logical operation generates a negative result. • Zero(ZF) – set when the result of an arithmetic or logical operation is zero. JNM

18. Flags – Status (cont) • Auxiliary Carry(AF) – set when the result of an operation causes a carry from bit 3 to bit 4. • Parity(PF) – reflects whether the number of 1 bits in the result of an operation is even or odd. 1 – odd, 0-even. JNM

19. Flags - Control • Interrupt(IF) – dictates whether or not system interrupts can occur. 1 – enabled, 0 – disabled. • Trap(TF) – determines whether or not the CPU is halted after each instruction. Allows programmers to do tracing. • Direction(DF) – affects block data transfer instructions such as MOVS, CMPS. 0 – up, 1 – down. JNM

20. Processor Murah? • IBM PC original menggunakan 8088, yaitu sebuah 8086 dengan 8 bit data bus, bukan 16 bit — ini membuatnya lebih murah untuk desain, dan dapat mempertahankan kompatibilats dengan 8 bit memory, chipsets and hardware yang lain. — Register yang digunakan adalah 16 bit, sehingga akan dibutuhkan 2 siklus clock untuk mentransfer data dari register ke memory • Intel menggunakan trik yang sama pada akhir dekade 80an,untuk processor seri 80386SX yang memiliki 16 bit data bus, dibandingkan regular 80386’s yang memiliki 32-bit bus.

21. Penggunaan 8086 • Microcomputer komersial yang dibuat menggunakan 8086 adalah Mycron 2000 • Compact Desk Pro pertama kali menggunakan 8086 @ 7.14 Mhz • AT&T 6300 PC menggunakan 8086 @ 8Mhz • IBM PS/2 model 25 dan 30 menggunakan processor 8086 @ 8 Mhz • Amstrad PC1512, PC1640, PC 2086, PC3086 menggunakan 8086 @ 8 MHz

22. Penggunaan 8086 contd • NEC PC 9801 • Tandy 1000 SL • IBM Displaywriter word processing machine dan Wang Professional Computer • NASA menggunakan 8086 CPU pada peralatan yang digunakan untuk merawat space shuttle pada ground based maintenance

23. Pengembangan X86 • 80286, 80386, 80386SX, 80486, 80486 DX, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Core, Dual Core, Core 2 duo, I series processor

24. Referensi • Wikipedia an other source

25. Tugas • Presentasi • Bahas arsitekturnya, dan perbedaan dengan teknologi sebelumnya ( atau teknologi dari pesaing AMD) • Arsitektur dari processor, bus dan cache • Dikumpulkan dlm bentuk makalah, dan siapkan PPT max 10 hal