Multimedia tersusun dari beberapa bagian penting, seperti teks, audio, video dan lain-lain. Dengan semakin berkembangnya teknologi sekarang ini, maka banyak ditemukan multimedia yang telah menggabungkan beberapa bagian penyusun multimedia tersebut, contohnya menggabungkan teks dengan audio ataupun menggabungkan teks dengan video, adapula yang membuatnya menjadi lebih nyata dengan menambahkan beberapa efek. penjelasan lebih jelas mengenai bagian-bagian penyusun multimedia bisa didownload disini
Senin, 21 April 2014
Kamis, 17 April 2014
Aplikasi Thyristor dan SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Aplikasi SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Pengendali Kecepatan Motor Induksi 3-Phase pada Aplikasi Industri Plastik.
1. Pendahuluan
Dunia industri berkembang dengan pesat, hal ini diikuti dengan perkembangan mesin-mesin industri serta sistem kendalinya. Sistem kendali diperlukan agar mesin dapat bekerja secara otomatis sehingga meminimalkan kendali pada manusia. Pada mesin industri komponen yang sangat berperan antara lain motor listrik. Motor listrik difungsikan sebagai penggerak alat-alat berat, conveyor dan lain-lain. Dunia industri sering menggunakan sumber arus AC tiga phase, maka untuk mengendalikan motor listrik diperlukan rangkaian driver sebagai pengendalinya. Rangkaian driver motor induksi menggunakan sumber arus AC tiga phase. Rangkaian ini menggunakan triac sebagai komponen utamanya.
2. Teori Dasar
Sumber arus yang digunakan adalah sumber arus AC tiga phase dengan motor induksi sebagai bebannya. Untuk mengendalikan motor induksi ini diperlukan komponen antara lain dioda, diac, triac dan lain-lain. Fungsi diac pada rangkaian ini adalah sebagai pembangkit pulsa trigger pada gate triac. Triac merupakan komponen semikonduktor yang berperan sebagai penghubung daya yang berkecepatan tinggi. Pada umumnya triac dioperasikan pada tegangan lebih dari 100 volt dan dapat membawa arus lebih dari 100 ampere. Sehingga triac sering digunakan dalam sistem kontrol daya AC, seperti dimmer lamp (peredup lampu), kontrol pemanas, kontrol kecepatan motor dan lainnya. Prinsip kerja triac dapat diketahui dari struktur semikonduktor dan rangkaian ekivalennya.
Dari rangkaian ekivalen triac terlihat bahwa triac merupakan gabungan dari dua buah SCR yang dihubungkan paralel terbalik dengan terminal gerbang sekutu (digabung menjadi satu). Triac dan SCR merupakan keluarga dari thyristor yang memiliki prinsip kerja yang sama, yang membedakan keduanya adalah efisiensi pemakaian. SCR merupakan pengontrol setengah gelombang atau kontrol satu arah. Hal ini dapat diartikanbahwa SCR hanya mampu mengontrol tegangan AC pada periode positif saja sedangkan pada periode negatif tidak dikontrol. Bahkan pada beberapa pemakaian, SCR digunakan sebagai pengendali pulsa, baik pengendali phase 900 maupun phase 1800. Sedangkan triac merupakan kontrol dua arah atau gelombang penuh, ini sangat efektif untuk keperluan kontrol beban AC.
Prinsip kerja triac terlihat dari simbol dan strukturnya. Selain mempunyai terminal satu (T1) dan terminal dua (T2), juga mempunyai satu terminal gerbang atau gate. Gerbang inilah yang mengijinkan pengendalian atas aksi penyearah dua arah (T1 dan T2). Piranti ini dapat dipicu agar memiliki kondisi hantaran maju dan resistansi rendah dengan memberikan pulsa singkat yang memiliki daya relatif kecil pada terminal gerbang. Secara umum prinsip kerja triac adalah pada periode positif dan terminal dua (T2) lebih positif dari terminal satu (T1), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi. Pada keadaan ini T2 sebagai anoda dan T1 sebagai katoda. Pada kondisi terminal gerbang G juga lebih positif dari T1 dan transistor Q3 dan Q4 tidak konduksi, dengan pengertian bahwa kedua transistor Q3 dan Q4 mendapat bias mundur, sehingga hanya arus bocor kecil yang mengalir. Pada periode negatif dan terminal satu (T1) lebih positif dari terminal dua (T2), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi, sedangkan terminal gerbang G lebih positif dari T2. Triac akan tetap menghantarkan arus dan tegangan jika pada gerbang dipicu dengan tegangan bias maju DC.
Dunia industri berkembang dengan pesat, hal ini diikuti dengan perkembangan mesin-mesin industri serta sistem kendalinya. Sistem kendali diperlukan agar mesin dapat bekerja secara otomatis sehingga meminimalkan kendali pada manusia. Pada mesin industri komponen yang sangat berperan antara lain motor listrik. Motor listrik difungsikan sebagai penggerak alat-alat berat, conveyor dan lain-lain. Dunia industri sering menggunakan sumber arus AC tiga phase, maka untuk mengendalikan motor listrik diperlukan rangkaian driver sebagai pengendalinya. Rangkaian driver motor induksi menggunakan sumber arus AC tiga phase. Rangkaian ini menggunakan triac sebagai komponen utamanya.
2. Teori Dasar
Sumber arus yang digunakan adalah sumber arus AC tiga phase dengan motor induksi sebagai bebannya. Untuk mengendalikan motor induksi ini diperlukan komponen antara lain dioda, diac, triac dan lain-lain. Fungsi diac pada rangkaian ini adalah sebagai pembangkit pulsa trigger pada gate triac. Triac merupakan komponen semikonduktor yang berperan sebagai penghubung daya yang berkecepatan tinggi. Pada umumnya triac dioperasikan pada tegangan lebih dari 100 volt dan dapat membawa arus lebih dari 100 ampere. Sehingga triac sering digunakan dalam sistem kontrol daya AC, seperti dimmer lamp (peredup lampu), kontrol pemanas, kontrol kecepatan motor dan lainnya. Prinsip kerja triac dapat diketahui dari struktur semikonduktor dan rangkaian ekivalennya.
Dari rangkaian ekivalen triac terlihat bahwa triac merupakan gabungan dari dua buah SCR yang dihubungkan paralel terbalik dengan terminal gerbang sekutu (digabung menjadi satu). Triac dan SCR merupakan keluarga dari thyristor yang memiliki prinsip kerja yang sama, yang membedakan keduanya adalah efisiensi pemakaian. SCR merupakan pengontrol setengah gelombang atau kontrol satu arah. Hal ini dapat diartikanbahwa SCR hanya mampu mengontrol tegangan AC pada periode positif saja sedangkan pada periode negatif tidak dikontrol. Bahkan pada beberapa pemakaian, SCR digunakan sebagai pengendali pulsa, baik pengendali phase 900 maupun phase 1800. Sedangkan triac merupakan kontrol dua arah atau gelombang penuh, ini sangat efektif untuk keperluan kontrol beban AC.
Prinsip kerja triac terlihat dari simbol dan strukturnya. Selain mempunyai terminal satu (T1) dan terminal dua (T2), juga mempunyai satu terminal gerbang atau gate. Gerbang inilah yang mengijinkan pengendalian atas aksi penyearah dua arah (T1 dan T2). Piranti ini dapat dipicu agar memiliki kondisi hantaran maju dan resistansi rendah dengan memberikan pulsa singkat yang memiliki daya relatif kecil pada terminal gerbang. Secara umum prinsip kerja triac adalah pada periode positif dan terminal dua (T2) lebih positif dari terminal satu (T1), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi. Pada keadaan ini T2 sebagai anoda dan T1 sebagai katoda. Pada kondisi terminal gerbang G juga lebih positif dari T1 dan transistor Q3 dan Q4 tidak konduksi, dengan pengertian bahwa kedua transistor Q3 dan Q4 mendapat bias mundur, sehingga hanya arus bocor kecil yang mengalir. Pada periode negatif dan terminal satu (T1) lebih positif dari terminal dua (T2), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi, sedangkan terminal gerbang G lebih positif dari T2. Triac akan tetap menghantarkan arus dan tegangan jika pada gerbang dipicu dengan tegangan bias maju DC.
Gambar diatas merupakan karakteristik triac yang terdiri dari dua buah SCR. Pada gambar tersebut tertera tegangan breakover + Vbo, dimana jika tegangan forward mencapai titik ini, maka SCR atau triac akan ON. Dan pada gambar juga ditunjukkan arus Ih yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar komponen tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada disepanjang parameter yang tersebut didalam gambar (pada kondisi A-B, C-D). Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat triac menjadi ON. Pada kenyataanya, apabila sekali SCR atau triac mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun dibawah arus Ih (holding current). Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Dengan prinsip kerja yang demikian, triac dapat sebagai kontrol sumber tegangan AC yang diberikan ke terminal satu (T1) dan terminal dua (T2). Sehingga pada saat periode positif dikontrol oleh Q3 dan Q4, sedangkan saat periode negatif dikontrol transistor Q1 dan Q2.
Motor yang digunakan umumnya dapat dikelompokkan dua jenis yaitu motor DC dan AC. Dalam pembahasan ini motor yang digunakan termasuk motor AC, sedangkan motor AC sendiri dibagi menjadi motor induksi asinkron (tak serempak) dan motor sinkron (serempak). Motor induksi pada dasarnya mempunyai dua bagian penting, yaitu rotor dan stator. Rotor mempunyai bagian yang berputar dan mempunyai belitan atau batang rotor. Stator merupakan bagian yang diam dan mempunyai lilitan stator. Untuk motor induksi tiga phase tidak memerlukan alat bantu karena motor ini memiliki medan stator. Medan stator ini dihasilkan oleh bagian stator dari motor. Motor induksi tiga phase ini diaplikasikan pada penggulung benang plastik.
3. Perancangan Rangkaian
Pada proses produksi dibagian winder terdapat motor induksi tiga phase yang kecepatannya dikontrol oleh suatu rangkaian dengan kontrol triac. Motor induksi tiga phase yang dipakai memilki spesifikasi tegangan sumber 220 volt, 50 Hz, arus 0,6 ampere, RPM 750 RPM dan torka 8. Kecepatan motor tiga phase ini dikontrol oleh rangkaian triac. Rangkaian kontrol ini merupakan kendali beban AC penuh, ini ditunjukkan dengan digunakannya salah satu komponen dari keluarga thyristor (triac). Rangkaian kontrol kecepatan motor induksi tiga phase dengan komponen aktif triac yang ditunjukkan pada gambar diatas terdiri dari empat bagian utama yaitu penyearah (D1-D4), bagian pemicu gerbang (VR, R3, C1) dan triac. Prinsip kerja rangkaian secara garis besar berfungsi seperti mengurangi tegangan 220V yang akan masuk ke motor, dengan demikian bila tegangan yang masuk ke motor berkurang maka otomatis besarnya putaran motor juga akan berkurang. Terjadinya putaran motor tersendat-sendat seiring dengan sudut pemicuan dalam triac, karena frekuensinya sangat cepat maka hal itu tidak terlihat atau terasakan.
4. Hasil
Dari gambar dibawah terlihat bentuk tegangan input yang berbentuk sinusoidal murni dengan sudut penyalaan diac tertentu akan menghasilkan tegangan yang dikendalikan triac akan menjadi cacat (patah-patah), sehingga tegangan yang masuk ke dalam motor akan berkurang dan selanjutnya akan berpengaruh terhadap besarnya putaran motor. Tegangan yang dihasilkan rangkaian merupakan tegangan sinusoidal yang terpatah-patah dengan frekuensi yang tinggi. Tegangan yang terpatah-patah ini digunakan sebagai sistem kendalinya. Sistem ini diimplementasikan pada sumber tegangan tiga phase.
Kecepatan yang diinginkan dari pengendali kecepatan motor induksi tiga phase ini, tidak ditentukan dengan suatu nilai kecepatan tertentu, karena pengendalian ini bersifat adaptive, jadi kalau gulungan masih berada di awal, maka diameter kecil, sehingga putaran akan cepat. Putaran kemudian akan melambat dengan fungsi waktu, karena gulungan akan semakin tebal, sehingga diameter menjadi besar.
5. Referensi
- Malcolm P, Stuart J, ”Pengantar Ilmu Teknik Intrumentasi”, PT. Media Elex Komputindo, Jakarta, 1983.
- Loveday G, ”Inti Sari Elektronika”, PT. Elex Media Komputindo.
- Malvino A,“Prinsip-prinsip Elektronika”, Penerbit Erlangga, 1985.
Selasa, 15 April 2014
Thyristor dan SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Thyristor
Thyristor merupakan komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor silikon. Walaupun terbuat dari bahan yang sama dengan transistor, tetapi struktur P-N junction yang dimiliki oleh thyristor lebih kompleks dibandingkan transistor bipolar atau MOS. Thyristor lebih banyak digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor.
Struktur dasar thyristor adalah struktur 4 layer PNPN seperti yang ditunjukkan pada gambar a diatas. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah seperti pada gambar b diatas. Ini adalah dua buah transistor PNP dan NPN yang tersambung pada masing-masing kolektor dan base.
Ada beberapa komponen yang termasuk dalam thyristor antara lain PUT (Programmable Uni-juction Transistor), UJT (Uni-Junction Transistor), GTO (Gate Turn Off switch), SCR (Silicon Controlled Rectifier), photo SCR dan sebagainya.
SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR merupakan jenis dari thyristor, tetapi pada umumnya SCR hanya disebut thyristor. Pada prinsipnya untuk membuat thyristor jenis SCR menjadi ON adalah dengan memberi arus trigger pada lapisan P yang dekat dengan katoda, yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN seperti pada gambar a dibawah ini. Karena gate pada SCR letaknya dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate katoda (cathode gate). Seperti itulah SCR dibuat dan simbol SCR digambarkan seperti gambar b dibawah ini.
Senin, 24 Maret 2014
Perangkat Pembuatan Aplikasi Multimedia
Dengan berkembangnya teknologi sekarang ini, sehingga penggunaan komputer saat ini sudah semakin maju. Komputer sekarang ini bisa digunakan untuk menyajikan dan menggabungkan teks, suara, gambar dan video dengan alat bantu (tool) dan koneksi (link) sehingga pengguna dapat berinteraksi dan berkomunikasi. Untuk penjelasan tentang perangkat-perangkat pembantu (tool) yang digunakan dalam proses pembuatan multimedia, dapat di download disini
Kamis, 26 Desember 2013
Sistem I/O ( Input/Output )
Sistem komputer terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras dan perangkat lunak harus bekerja bersama-sama membentuk suatu sistem, yaitu sistem komputer.
Perangkat I/O dapat dibagi secara umum menjadi dua kategori, yaitu :
1.) Perangkat blok (block devices).
2.) Perangkat karakter (character devices).
Perangkat blok menyimpan informasi dalam sebuah blok yang ukurannya tertentu dan memiliki alamat masing-masing. Umumnya blok berukuran antara 512 bytes - 32768 bytes. Keuntungan dari perangkat blok ini ialah mampu membaca atau menulis setiap blok secara independen. Disk merupakan contoh perangkat blok yang paling banyak digunakan.
Perangkat karakter mengirim atau menerima sebaris karakter, tanpa menghiraukan struktur blok. Tipe ini tidak memiliki alamat dan tidak memiliki kemampuan mencari (seek). Printer dan antarmuka jaringan merupakan contoh perangkat jenis ini. Pembagian ini tidaklah sempurna. Beberapa perangkat tidak memenuhi kriteria tersebut. Contohnya : clock yang tidak memiliki alamat dan juga tidak mengirim dan menerima barisan karakter. Yang dilakukan hanya menimbulkan interupsi dalam jangka waktu tertentu.
Input/Output Terprogram
Pada I/O terprogram, data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O. CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU secara langsung, seperti pemindahan data, pengiriman perintah baca maupun tulis dan monitoring perangkat. Kelemahan teknik ini adalah CPU akan menunggu sampai operasi I//O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, apalagi CPU lebih cepat proses operasinya.
Dalam teknik I/O terprogram, terdapat dua macam implementasi perintah I/O yang terdapat dalam instruksi I/O, yaitu :
1.) Memory-mapped I/O.
2.) Isolated I/O.
Dalam memory-mapped I/O, terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O. CPU menggunakan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O. Konsekuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan. Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat.
Dalam teknik isolated I/O, dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O. Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output. Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O.
Interupt Driven Input/Output
Masalah yang dijumpai pada I/O terprogram adalah bahwa CPU harus menunggu modul I/O yang diinginkan agar siap baik untuk menerima maupun mengirim data dalam waktu yang relatif lama. Pada saat menunggu, CPU harus berulang-ulang menanyakan status modul I/O. Akibatnya tingkat kerja keseluruhan sistem mengalami penurunan sistem. Alternatifnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O ke modul dan kemudian mengerjakan pekerjaan yang lain. Kemudian modul I/O akan menginterupsi CPU untuk meminta layanan ketika modul telah siap untuk saling bertukar data dengan CPU.
Direct Memory Access (DMA)
Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan interrupt driven I/O memiliki kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Hal ini berimplikasi pada :
a.) Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU.
b.) Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.
Bertolak dari kelemahan diatas, apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar, maka dikembangkan teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA). Prinsip kerja DMA adalah CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja. Dengan demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi.
Dalam melaksanakan transfer data secara mandiri, DMA memerlukan pengambil alihan kontrol bus dari CPU. Untuk itu DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus. Teknik terakhir lebih umum digunakan, sering disebut cycle-stealing, karena modul DMA mengambil alih siklus bus. Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk interupsi, melainkan hanyalah penghentian proses sesaat yang berimplikasi hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja.
Saluran Input/Output
Saluran I/O mempunyai dua kegunaan, yaitu :
a.) Saluran I/O dapat melakukan pendeteksian dan pembetulan kesalahan dan beroperasi dalam basis cycle stealing.
b.) Saluran I/O berkomunikasi dengan CPU sebagai suatu fasilitas DMA dan berkomunikasi dengan piranti I/O seolah-olah sebagai CPU.
Interupt Driven Input/Output
Masalah yang dijumpai pada I/O terprogram adalah bahwa CPU harus menunggu modul I/O yang diinginkan agar siap baik untuk menerima maupun mengirim data dalam waktu yang relatif lama. Pada saat menunggu, CPU harus berulang-ulang menanyakan status modul I/O. Akibatnya tingkat kerja keseluruhan sistem mengalami penurunan sistem. Alternatifnya adalah CPU mengeluarkan perintah I/O ke modul dan kemudian mengerjakan pekerjaan yang lain. Kemudian modul I/O akan menginterupsi CPU untuk meminta layanan ketika modul telah siap untuk saling bertukar data dengan CPU.
Direct Memory Access (DMA)
Teknik yang dijelaskan sebelumnya yaitu I/O terprogram dan interrupt driven I/O memiliki kelemahan, yaitu proses yang terjadi pada modul I/O masih melibatkan CPU secara langsung. Hal ini berimplikasi pada :
a.) Kelajuan transfer I/O yang tergantung pada kecepatan operasi CPU.
b.) Kerja CPU terganggu karena adanya interupsi secara langsung.
Bertolak dari kelemahan diatas, apalagi untuk menangani transfer data bervolume besar, maka dikembangkan teknik yang lebih baik, dikenal dengan Direct Memory Access (DMA). Prinsip kerja DMA adalah CPU akan mendelegasikan kerja I/O kepada DMA, CPU hanya akan terlibat pada awal proses untuk memberikan instruksi lengkap pada DMA dan akhir proses saja. Dengan demikian CPU dapat menjalankan proses lainnya tanpa banyak terganggu dengan interupsi.
Dalam melaksanakan transfer data secara mandiri, DMA memerlukan pengambil alihan kontrol bus dari CPU. Untuk itu DMA akan menggunakan bus bila CPU tidak menggunakannya atau DMA memaksa CPU untuk menghentikan sementara penggunaan bus. Teknik terakhir lebih umum digunakan, sering disebut cycle-stealing, karena modul DMA mengambil alih siklus bus. Penghentian sementara penggunaan bus bukanlah bentuk interupsi, melainkan hanyalah penghentian proses sesaat yang berimplikasi hanya pada kelambatan eksekusi CPU saja.
Saluran Input/Output
Saluran I/O mempunyai dua kegunaan, yaitu :
a.) Saluran I/O dapat melakukan pendeteksian dan pembetulan kesalahan dan beroperasi dalam basis cycle stealing.
b.) Saluran I/O berkomunikasi dengan CPU sebagai suatu fasilitas DMA dan berkomunikasi dengan piranti I/O seolah-olah sebagai CPU.
Karena piranti I/O mempunyai kecepatan transfer yang berbeda-beda, maka saluran dibagi menjadi 3 pelayanan, yaitu :
- Saluran Multiplexer : Digunakan untuk menghubungkan piranti yang berkecepatan rendah dan sedang serta mengoperasikannya secara bersamaan dengan multiplexing.
- Saluran Selektor : Digunakan untuk menghubungkan piranti I/O yang berkecepatan tinggi tanpa multiplexing. Contohnya : pita magnetis, disk.
- Saluran Multiplexer Blok : Merupakan kombinasi dari dua pelayanan diatas.
Referensi :
Selasa, 03 Desember 2013
CPU (Central Processing Unit)
CPU adalah komponen pengolah data berdasarkan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya atau CPU adalah perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. CPU merupakan komponen terpenting dalam sistem komputer dan CPU berperan sebagai otak pada komputer. CPU memiliki 3 komponen utama, yaitu CU (Control Unit), ALU (Arithmetic and Logic Unit) dan Register.
Cara kerja CPU
Saat data ataupun instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama kali diletakkan di RAM (melalui input-storage), apabila berbentuk instruksi ditampung oleh control unit di program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di working-storage. Jika register siap untuk menerima proses eksekusi, maka control unit akan mengambil instruksi dari program-storage untuk ditampungkan ke instruction register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di program counter. Sedangkan data diambil oleh control unit dari working-storage untuk ditampung di general purpose register (dalam hal ini di operand-register). Jika berdasarkan instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasarkan instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka control unit akan mengambil hasil pengolahan di accumulator untuk ditampung kembali ke working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka control unit akan mengambil hasil pengolahan dari working-storage untuk ditampung ke output-storage. Lalu selanjutnya dari output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.
Cara kerja CPU
Saat data ataupun instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama kali diletakkan di RAM (melalui input-storage), apabila berbentuk instruksi ditampung oleh control unit di program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di working-storage. Jika register siap untuk menerima proses eksekusi, maka control unit akan mengambil instruksi dari program-storage untuk ditampungkan ke instruction register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di program counter. Sedangkan data diambil oleh control unit dari working-storage untuk ditampung di general purpose register (dalam hal ini di operand-register). Jika berdasarkan instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasarkan instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka control unit akan mengambil hasil pengolahan di accumulator untuk ditampung kembali ke working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka control unit akan mengambil hasil pengolahan dari working-storage untuk ditampung ke output-storage. Lalu selanjutnya dari output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.
CU (Control Unit)
CU atau unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU yang bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. Termasuk dalam tugas unit kontrol adalah mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan dan pada saatnya akan ditampilkan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah :
1.) Mengatur dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).
2.) Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
3.) Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
4.) Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
5.) Menyimpan hasil proses ke memori utama.
ALU (Arithmetic and Logic Unit)
Unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmatika dan operasi logika berdasarkan instruksi yang ditentukan. ALU sering disebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmatika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan, kurang dari (<), kurang atau sama dengan, lebih besar dari (>) dan lebih besar atau sama dengan.
Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
Register terbagi menjadi beberapa kelas, yaitu :
a.) Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
b.) Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
c.) Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
d.) Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
e.) Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
f.) Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
g.) Register special purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer dan status register.
h.)Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan kedalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Jenis ukuran register dan contoh prosesornya, yaitu :
> 4 bit : Intel 4004
> 8 bit : Intel 8080
> 16 bit : Intel 8086
> 32 bit : Intel Pentium 4
> 64 bit : Intel Core 2
Referensi :
1. http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
2. http://id.wikipedia.org/wiki/Register_prosesor
3.http://missnuroxfordutomo.blogspot.com/2011/04/pengertian-cpu-dan-fungsinya.html
3.) Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
4.) Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
5.) Menyimpan hasil proses ke memori utama.
ALU (Arithmetic and Logic Unit)
Unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmatika dan operasi logika berdasarkan instruksi yang ditentukan. ALU sering disebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmatika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan, kurang dari (<), kurang atau sama dengan, lebih besar dari (>) dan lebih besar atau sama dengan.
Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
Register terbagi menjadi beberapa kelas, yaitu :
a.) Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
b.) Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
c.) Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
d.) Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
e.) Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
f.) Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
g.) Register special purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer dan status register.
h.)Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan kedalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Jenis ukuran register dan contoh prosesornya, yaitu :
> 4 bit : Intel 4004
> 8 bit : Intel 8080
> 16 bit : Intel 8086
> 32 bit : Intel Pentium 4
> 64 bit : Intel Core 2
Referensi :
1. http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
2. http://id.wikipedia.org/wiki/Register_prosesor
3.http://missnuroxfordutomo.blogspot.com/2011/04/pengertian-cpu-dan-fungsinya.html
Jumat, 15 November 2013
Metode Pengalamatan Pada Komputer
Mode pengalamatan adalah bagaimana cara
menunjuk dan mengalamati
suatu lokasi memori pada sebuah alamat di mana operand
akan diambil. Mode pengalamatan diterapkan pada set instruksi, dimana pada
umumnya instruksi terdiri dari opcode (kode operasi) dan alamat. Setiap mode pengalamatan memberikan fleksibilitas khusus yang
sangat penting. Mode pengalamatan ini meliputi direct addressing, indirect addressing, dan immediate addressing.
1. Direct Addresing
Dalam mode pengalamatan direct addressing, harga yang
akan dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain. Contohnya: MOV A,30h.
Dalam instruksi ini akan dibaca data dari RAM internal dengan alamat 30h dan
kemudian disimpan dalam akumulator. Mode pengalamatan ini cukup cepat, meskipun
harga yang didapat tidak langsung seperti immediate, namun cukup cepat karena
disimpan dalam RAM internal. Demikian pula akan lebih mudah menggunakan mode
ini daripada mode immediate karena harga yang didapat bisa dari lokasi memori
yang mungkin variabel.
Kelebihan dan kekurangan dari Direct Addresing
antara lain :
Kelebihan
•
Field
alamat berisi efektif address sebuah operand
Kelemahan
• Keterbatasan
field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan
panjang word
2. Indirect Addresing
Mode
pengalamatan indirect addressing sangat berguna karena dapat memberikan
fleksibilitas tinggi dalam mengalamati suatu harga. Mode ini pula
satu-satunya cara untuk mengakses 128 byte lebih dari RAM internal pada
keluarga 8052. Contoh: MOV A,@R0. Dalam instruksi tersebut, 89C51 akan
mengambil harga yang berada pada alamat memori yang ditunjukkan oleh isi dari
R0 dan kemudian mengisikannya ke akumulator. Mode pengalamatan indirect addressing selalu
merujuk pada RAM internal dan tidak pernah merujuk pada SFR. Karena itu,
menggunakan mode ini untuk mengalamati alamat lebih dari 7Fh hanya digunakan
untuk keluarga 8052 yang memiliki 256 byte spasi RAM internal.
Kelebihan dan kekurangan dari Indirect Addresing antara lain :
Kelebihan
•
Ruang
bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi
Kekurangan
• Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi
3. Immediate Addresing
Mode pengalamatan immediate addressing sangat umum dipakai karena
harga yang akan disimpan dalam memori langsung mengikuti kode operasi dalam
memori. Dengan kata lain, tidak diperlukan pengambilan harga dari alamat lain
untuk disimpan. Contohnya: MOV A,#20h. Dalam instruksi tersebut, akumulator
akan diisi dengan harga yang langsung mengikutinya, dalam hal ini 20h. Mode ini
sangatlah cepat karena harga yang dipakai langsung tersedia.
Kelebihan dan kekurangan dari Immedieate Addresing
antara lain :
Keuntungan
• Tidak
adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh
operand
•
Menghemat
siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan cepat
Kekurangan
•
Ukuran
bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat
B. Pengenalan pada Register Addressing
Register
adalah merupakan sebagian memori dari mikro prosessor yang dapat diakses dengan
kecepatan tinggi. Metode pengalamatan register ini mirip dengan mode pengalamatan langsung. Perbedaannya
terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama. Field yang mereferensi
register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16
register general purpose.
Kelebihan dan kekurangan Register Addressing :
Keuntungan pengalamatan register
• Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam
instruksi dan tidak diperlukan referensi memori.
• Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori,
sehingga proses eksekusi akan lebih cepat.
Kerugian
•
Ruang alamat menjadi terbatas
Register Indirect Addressing
Metode pengalamatan
register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung. Perbedaannya adalah field alamat
mengacu pada alamat register. Letak operand
berada pada memori yang dituju oleh isi register. Kelebihan dan kekurangan pengalamatan register tidak langsung adalah sama dengan pengalamatan tidak langsung. 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 daripada
mode pengalamatan tidak langsung.
C. Pengenalan Displacement Addressing dan Stack
Addresing
Displacement Addressing adalah menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register
tidak langsung. Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya
sebuah field yang eksplisit. Field eksplisit bernilai A dan field
implisit mengarah pada register. Ada tiga model displacement : Relative addressing, Base register addressing, Indexing.
Relative addressing
Relative addressing
Register yang direferensi secara implisit adalah
progra counter (PC)
•
Alamat
efektif relative addresing didapatkan dari alamat instruksi
saat itu ditambahkan ke field alamat.
•
Relativ
addressing memanfaatkan
konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya.
Base register addresing.
Register yang direferensi berisi sebuah alamat memori, dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu.
Register yang direferensi berisi sebuah alamat memori, dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu.
•
Referensi
register dapat eksplisit maupun implisit.
•
Memanfaatkan
konsep lokalitas memori.
Indexing adalah field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang
direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
•
Merupakan
kebalikan dari mode base register.
•
Field
alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing.
•
Manfaat
penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-program iterative.
Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-first-out. Stack merupakan blok lokasi yang terbalik. Butir ditambakan ke puncak stack sehingga setiap saat blok akan terisi secara parsial. Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack. Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack. Stack pointer tetap berada dalam register.
Dengan demikian,
referensi-referensi ke lokasi stack di
dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung.
Langganan:
Postingan (Atom)




