SISTEM SINYAL DAN ANGKA
Pendahuluan
Perangkat lunak mengacu pada program yang dijalankan oleh CPU, termasuk sistem operasi dan program aplikasi. Contoh perangkat input antara lain keyboard, mouse, layar panel sentuh, pena ringan, pembaca kode batang, dan pemindai.
Sinyal Analog
Amplitudo sinyal analog merupakan fungsi waktu, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.5, dan dapat dinyatakan dalam volt (satuan tegangan). Sudut fase 0◦ menunjukkan bahwa gelombang sinus dimulai pada waktu 0, dan sudut fase 90 menunjukkan bahwa sinyal dimulai pada 90◦, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-6.
Sinyal Digital
Sistem Angka
Untuk mengonversi bilangan bulat dari desimal ke biner, bagi desimal dengan basis baru (2 untuk biner), yang menghasilkan hasil bagi dan sisanya (0 atau 1). Terkadang pecahan tidak mencapai 0 dan jumlah bit yang digunakan untuk pecahan bergantung pada presisi yang ditentukan pengguna, begitu pula dalam biner.
Pelengkap dan Pelengkap Dua
Bilangan biner dapat direpresentasikan dalam bentuk bilangan tak bertanda atau bilangan komplemen bertanda atau dua, tanda + dilambangkan dengan 0 dan tanda – dilambangkan dengan 1. bilangan, tetapi dalam bilangan bertanda, bit paling signifikan dari bilangan tersebut mewakili bilangan tersebut. tanda. 5) 10 pada bilangan bertanda adalah 1101, maka komplemen dua dari 101 adalah 011, dan menambahkan bit tanda menghasilkan 1011 yang mewakili -5 pada komplemen dua bertanda.
Representasi Titik Mengambang
Dalam kehidupan sehari-hari kita menggunakan bilangan desimal, dimana bilangan terbesar adalah 9 yang dalam bentuk biner dilambangkan dengan 1001. Contoh 1.22 Ubah BCD menjadi desimal, pisahkan setiap 4 bit dari kanan ke kiri dan gantikan bilangan desimal yang sesuai dengan BCD , hasilnya adalah 512 .
Skema Pengkodean
Klik pada karakter mana saja untuk menampilkan nilai Unicode dari karakter tersebut, misalnya Unicode untuk 𝛽 adalah 03B2 dalam hex.
Bit Paritas
Mode dan Metode Transmisi
Pulsa jam mewakili kecepatan data sinyal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.14, dan digunakan untuk menentukan kecepatan data. Dalam transmisi serial, informasi dikirimkan 1 bit pada satu waktu melalui satu kabel, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.15.
Ringkasan
LOGIKA BOOLEAN DAN GERBANG LOGIKA
Pendahuluan
Gerbang logika digunakan untuk merancang sistem digital; ada tiga operasi logika dasar dan mereka disebut AND, OR dan NOT. Sirkuit terpadu diklasifikasikan berdasarkan jumlah gerbang yang dikandungnya, dan disebut SSI, MSI, LSI, dan VLSI.
Logika Boolean dan Gerbang Logika
Gerbang NAND dapat dibuat dari gerbang AND dan gerbang NOT seperti terlihat pada Gambar 2.7. Pada Gambar 2.11, jika garis kontrol disetel ke nol, maka tidak ada hubungan antara input dan output (output impedansi tinggi).
Klasifikasi Sirkuit Terpadu (IC)
Penomoran Pin Sirkuit Terpadu Gambar 2.18 menunjukkan IC TTL 7408; chip IC harus dibaca dengan takik di sebelah kiri. Seperti terlihat pada Gambar 2.18, nomor IC adalah 74LS08, dimana LS mewakili bahan yang digunakan untuk membuat IC tersebut.
Teorema Aljabar Boolean
Fungsi Bolean
Ringkasan
MINTERMS, MAXTERMS, K-MAP, DAN GERBANG UNIVERSAL
Pendahuluan
Fungsi Boolean dapat direpresentasikan dalam bentuk jumlah minterms atau produk maxterms, sehingga memungkinkan desainer untuk lebih mudah membuat tabel kebenaran. Selain itu, fungsi logika dapat disederhanakan menggunakan peta Karnaugh (K-map) tanpa menggunakan teorema Boolean, dengan mentransfer fungsi ke K-map dan membaca fungsi yang disederhanakan dari K-map.
Minterm
Dalam rangkaian digital dengan beberapa masukan digital dan beberapa keluaran digital, keluaran bergantung pada nilai masukan saat ini. Perhatikan fungsi F(X,Y) = X 𝑌̅+ 𝑋̅ Y dan tabel kebenarannya (Tabel 3.2); fungsi ini dapat direpresentasikan sebagai F(X,Y) = m1 + m2 atau setiap minterm mewakili satu di tabel kebenaran.
Maksterm
Karnaugh Map (K-Map)
Jumlah Produk (SOP) dan Produk jumlah (POS)
Jika kombinasi variabel masukan tertentu tidak memungkinkan dalam tabel kebenaran, maka kombinasi tersebut dianggap terlepas dari kondisinya. Jika minterm suatu fungsi F adalah suku tak acuh, maka fungsi tak acuh D sama dengan jumlah minterm tak acuh.
Gerbang Universal
Ringkasan
LOGIKA KOMBINASI
Pendahuluan
Analisa dan Desain Logika Kombinasi
Dekoder dan Enkoder
Fungsi tersebut berisi dua variabel yang merupakan masukan ke decoder; oleh karena itu diperlukan dekoder 2*4 dan keluaran F adalah jumlah minterms m3 dan m0 yang ditunjukkan pada Gambar 4.10. Encoder adalah kebalikan dari decoder; mempunyai 2n masukan dan n keluaran, untuk n = 2 berarti encoder mempunyai 22 = 4 masukan dan 2 keluaran; outputnya adalah nilai biner dari input yang dipilih.
Multiplekser (MUX)
Dengan menggabungkan MUX kecil, MUX yang lebih besar dapat dibuat; MUX 8*1 dapat terdiri dari dua multiplexer 4*1 dan satu gerbang OR, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.21. Dimungkinkan juga untuk mengimplementasikan 8*1 MUX menggunakan dua 4*1 dan satu 2*1 MUX seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.22.
Half Adder, Full Adder, Binary Adder, dan Pengurang
Jika A dan B dihubungkan untuk memilih jalur ketika AB = 00, pada Tabel 4.9 terdapat dua baris dengan AB = 00, maka keluaran F bergantung pada nilai C; dalam hal ini C = 0. FA akan menambahkan X + Y + Cin (masing-masing hanya 1 bit), keluaran FA disebut S dan Cout, dan Tabel 4.11 menunjukkan tabel kebenaran FA; pada tabel ini X, Y, dan Cin dijumlahkan, dan hasilnya menghasilkan penjumlahan (S) dan carry (Cout).
Arithmetic Logic Unit (ALU)
Menyetel tombol Tambah/Sub ke nol akan melakukan penambahan, dan menyetel tombol Tambah/Sub ke satu akan melakukan pengurangan. Jalur pilih ALU menentukan ukuran multiplexer, karena ada 2 jalur pilih; oleh karena itu, ukuran MUX adalah 4*1 (4 input dan 1 output); jumlah bit menentukan jumlah multiplexer.
Tampilan Tujuh Segmen
Dibutuhkan decoder khusus yang disebut BCD ke decoder tujuh segmen untuk mengubah desimal berkode biner (BCD) menjadi tampilan tujuh segmen. Decoder memiliki 4 input dan 7 output; input ke decoder adalah BCD (desimal berkode biner yaitu dari 0000 hingga 1001) seperti ditunjukkan pada Tabel 4.13; jika nilai masukannya lebih besar dari 1001, maka keluarannya tidak peduli.
Ringkasan
Flip-flop D adalah memori 1-bit, dan digunakan untuk merancang SRAM (RAM Statis) dan register; Gambar 5.5 menunjukkan diagram logika D flip-flop. Contoh Gambar 5.12 menunjukkan register geser kanan 4-bit; menunjukkan isi register setelah penerapan empat pulsa clock, dengan asumsi bahwa keluaran awal dari setiap flip-flop D adalah nol.
Analisis Logika Sekuensial
Cara lain untuk merepresentasikan karakteristik logika sekuensial adalah dengan diagram keadaan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.18. Keadaan saat ini adalah nilai dari flip-flop saat ini dan penerapan jam akan mengubah keadaan saat ini ke keadaan berikutnya.
Tabel Eksitasi Flip-Flop
Pertimbangkan baris kedua: arus keluaran dari flip-flop D (keadaan saat ini) adalah 0, dan keluaran Q(t + 1) diinginkan untuk diubah menjadi satu; oleh karena itu input D harus disetel ke 1. Pertimbangkan baris kedua: keadaan flip-flop saat ini adalah 0, dan keluarannya diinginkan untuk diubah menjadi 1 dengan menerapkan pulsa clock; oleh karena itu J harus disetel ke 1 dan K tidak masalah.
Penghitung
Fungsi masukan pada flip-flop diinginkan untuk dicari, keadaan saat ini adalah masukannya, dan JA, KA, JB dan KB adalah keluaran dari Tabel 5.12, dengan mentransfer keluaran ke kartu K, dan pembacaan dari K-maps mengirimkan fungsi input ke flip-flop. ; Gambar 5.21 menunjukkan K-chart untuk JA, KA, JB dan KB.
Ringkasan
PENGANTAR ARSITEKTUR KOMPUTER
Pendahuluan
Sama seperti arsitektur suatu bangunan yang menentukan desain dan fungsinya secara keseluruhan, arsitektur komputer juga menentukan desain dan fungsionalitas sistem komputer.
Komponen Komputer Mikro
Sebagian besar komputer desktop dan server menggunakan prosesor AMD dan Intel; mereka bisa menggunakan 32 bit atau 64 bit. Bus alamat dan bus data digunakan untuk menulis dan membaca data dari dan ke memori.
Keluarga Mikroprosesor Intel
Ukuran Bus Data: Ukuran bus data menentukan berapa banyak bit data yang dapat ditransfer secara paralel dari memori atau port I/O. Kompatibilitas ke Atas Arsitektur Intel kompatibel ke belakang, artinya program yang ditulis untuk prosesor IA-16 dapat berjalan di IA-32.
Prosesor Multicore
Eksekusi Instruksi CPU
Akses Memori Langsung: Akses Memori Langsung (DMA) memungkinkan transfer blok data dari memori ke perangkat I/O atau sebaliknya. Mentransfer blok data dari memori ke perangkat I/O memerlukan CPU untuk melakukan satu kali baca dan satu kali tulis untuk setiap operasi.
Pengontrol Disk
Bus Mikrokomputer
PCI express disetujui oleh Special Interest Group pada tahun 2002, dan chip mulai dikirimkan pada tahun 2004. Lapisan Perangkat Lunak Lapisan perangkat lunak digunakan untuk kepatuhan, inisialisasi, dan penghitungan PCI Express pada perangkat yang terhubung dengan PCI Express.
FireWire
Ringkasan
Contoh 7.3 Perhatikan memori utama dari Gambar 7.15, dimana cache kosong dan dibagi menjadi dua kelompok seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.19. Metode ini dilakukan dengan menambahkan bit LRU ke setiap baris cache dari cache seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.21.
PENYIMPANAN
Pendahuluan
Dalam komputer, memori menyimpan instruksi (kode) dan data, memori berperan penting dalam kinerja komputer, dan register merupakan jenis memori dengan kapasitas kecil. Ada dua jenis memori yang digunakan di komputer, dan diklasifikasikan sebagai memori semikonduktor dan memori hard disk.
Memori Semikonduktor
Bit-bit ini dibagi menjadi dua pengidentifikasi: nomor halaman virtual M bit dan offset halaman N bit seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.24.
HDD dan SSD
Hirarki Memori
Lihatlah Gambar 7.13 dari cache dan asumsikan CPU menghasilkan sebuah alamat. Gambar 7.13 menunjukkan format alamat fisik yang dilihat oleh cache.
BAHASA ASSEMBLY DAN INSTRUKSI ARM BAGIAN I
Pendahuluan
Pemrogram menggunakan bahasa tingkat tinggi untuk mengembangkan program aplikasi; agar suatu program menjadi bentuk yang dapat dieksekusi, program tersebut harus diubah menjadi kode mesin (biner). Setiap CPU memiliki sekumpulan instruksi yang mewakili jenis operasi yang dapat dilakukan CPU, dan instruksi ini direpresentasikan dalam bentuk mnemonik atau singkatan, misalnya instruksi kenaikan diwakili oleh "ADD", dan instruksi pengurangan diwakili oleh "SUB." ADD R1, R2, R3 artinya menambahkan isi R2 dengan register R3 dan menyimpan hasilnya pada register R1.
Instruction Set Architecture (ISA)
Pada operasi logika pergeseran kiri, setiap bit register digeser ke kiri seperti terlihat pada Gambar 8.5 dan angka nol ditempatkan pada bit paling tidak signifikan, pergeseran logika kiri mengalikan isi register dengan dua. Pada Gambar 9.3, 45 adalah byte paling signifikan, dan 63 adalah byte paling signifikan untuk angka 0x4563.
Arsitektur Prosesor, Register, dan Instruksi ARM
Format Instruksi Pemrosesan Data ARM
Kode Op Kode OP menentukan jenis instruksi dan berikut ini adalah kode kontrol untuk instruksi pemrosesan data. Shift Untuk menentukan nilai langsung berapa kali pergeseran Rm. SH Untuk menentukan jenis shift.
Operasi Stack dan Instruksi
Contoh 8.15 Tunjukkan isi stack dan SP pada Gambar 8.16 setelah menjalankan POP R0; isi R0 akan menjadi 0x1FAD7856 dan tumpukannya akan terlihat seperti Gambar 8-17.
Cabang (B) dan Cabang dengan Instruksi Tautan (BL)
Instruksi Multiply (MUL) dan Multiply-Accumulate (MLA)
Ringkasan
Kedua opsi yang tercantum di bawah ini tersedia di bilah menu seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.10. Dalam bahasa assembly, tag—seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.14—mewakili alamat di memori untuk data.
INSTRUKSI ARM BAGIAN II
Pendahuluan
LDR dan STR dapat menggunakan pengalamatan register tidak langsung, pengalamatan pra-indeks, dan pengalamatan pasca-indeks untuk mengakses memori.
Instruksi Transfer Data ARM
Build yang sukses terlihat seperti Gambar 10-11, sedangkan build yang gagal memberikan deskripsi kesalahan untuk membantu pemrogram menemukan kesalahan kode. Untuk memulai debugger, klik Debug → Start/Stop Debug Session di bilah menu, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.12. μVision mungkin memberikan peringatan bahwa mode evaluasi aktif. Jika sudah, tekan saja OK.).
Mode Pengalamatan ARM
Instruksi Bidang Bits
Penyisipan bit digunakan untuk menyalin sekumpulan bit dari satu register Rn ke register Rd, dimulai dengan lsb Rd; BFI memiliki format berikut.
Representasi Data dan Memori
Alamat memori menentukan lokasi data, di mana setiap lokasi memori prosesor ARM menampung satu byte. Menyimpan data dua byte (setengah kata), seperti 0x4563, dapat disimpan dalam dua cara berbeda yang disebut Big Endian dan Little Endian.
Ringkasan
Tambahkan item baru ke proyek dengan mengklik kanan folder Source Group 1 di panel proyek seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.7. Buat file sumber kompiler baru (file Asm atau .s), beri nama, dan simpan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.8.
PERAKITAN ARM DENGAN ALAT PENGEMBANG KEIL
Pendahuluan
Arahan
Dalam komposisi ARM, string harus diakhiri dengan null karena harus diakhiri dengan 0 saat ditentukan.
Memori di Vision V5
Ringkasan
Tulis program untuk membaca lokasi memori dari LIST1 dan LIST2 dan menyimpan jumlahnya di LIST3. Tulis sebuah program untuk membandingkan dua angka dan menyimpan angka yang lebih besar dalam DAFTAR lokasi memori.
