Kelompok 2 - Kelas E2

i

MAKALAH MIKROPROSESOR

“REGISTER DAN MEMORI”

UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA TORAJA PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

OLEH KELOMPOK 2

ANGGOTA :



WIDIA PRACILIA TIKU PADANG (222611093)



ALFONSISUS G.Q (218611028)



SEPTIAN KANANLUA (220611042)



IRMAYANTI DUMA’ (220611143)



MESLIN SESA (222611035)



THIRZA KURNIA LINGGI (222611190)

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa selalu kita ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberi limpahan kasihnya, sehingga makalah ini dapat kami selesaikan. Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu tugas kelompok mata kuliah sistem

mikroprosesor. Dengan harapan kami selaku penyusun makalah ini dapat menjadi bahan untuk memahami ilmu pengetahuan.

Makalah ini dapat disusun dengan segala kemampuan semaksimal mungkin.

Namun menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini tentu tidaklah sempurna dan masih banyak kesalahan serta kekurangan. Maka dari itu kami sebagai penyusun makalah ini mohon kritik, saran, dan pesan dari semua para pembaca makalah ini terutama dari dosen mata kuliah sistem mikroprosesor yang dapat diharapkan sebagai bahan koreksi untuk makalah ini.

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iii

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1 LATAR BELAKANG ... 1

1.2 RUMUSAN MASALAH ... 1

BAB II ... 2

PEMBAHASAN ... 2

2.1 REGISTER ... 2

2.2 MEMORI ... 5

BAB III ... 11

PENUTUP ... 11

1

BAB I

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Register dan memory adalah dua komponen fundamental dalam arsitektur komputer.

Register digunakan untuk menyimpan data sementara yang sedang diolah oleh unit pemrosesan, sementara memory adalah tempat penyimpanan data jangka panjang untuk program dan

informasi.

Register merupakan lokasi penyimpanan yang sangat cepat dan dekat dengan unit pemrosesan, yang memungkinkan operasi komputasi berlangsung dengan efisien. Memory juga perlu diakses dengan cepat agar komputer berkinerja tinggi.

Meskipun memory semakin besar, aplikasi dan sistem yang lebih kompleks sering kali memerlukan lebih banyak memori daripada yang tersedia. Oleh karena itu, manajemen memori yang efisien menjadi semakin penting.

Register dan memory memiliki pengaruh langsung pada kinerja sistem komputer.

Memahami cara mengoptimalkan penggunaan register dan memori dapat meningkatkan efisiensi dan kinerja komputer.

Register dan memory digunakan dalam berbagai bidang, termasuk pemrograman, kecerdasan buatan, analisis data, grafika komputer, dan banyak lagi. Memahami dasar-dasar mereka adalah kunci untuk berhasil dalam berbagai disiplin ilmu ini.

RUMUSAN MASALAH

1. Apa itu register dan memory ?

2. Apa saja jenis-jenis register dan memori 3. Bagaimana karasteristik memory ? TUJUAN MASALAH

Tujuan dalam penulisan makalah ini adalah untuk menambah pengetahuan mengenai register dan memory pada mikroprosesor

2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 REGISTER

A. PENGERTIAN REGISTER

Jika dijelaskan secara singkat Register adalah rangkaian logika yang digunakan untuk menyimpan data. Dengan kata lain, register adalah rangkaian yang tersusun dari satu atau beberapa flip-flop yang digabungkan menjadi satu.

Shift Register Register adalah sekumpulan sel biner yang dipakai untuk menyimpan informasi yang disajikan dalam kode-kode biner selain itu juga digunakan untuk memindahkan sekumpulan bit dalam format

tertentu. Penyimpan data sementara sebelum data diolah lebih lanjut sering diperlukan dalam elektronika digital. Elemen penyimpan dasar adalah flip flop. Setiap flip-flop menyimpan 1 bit data. Sehingga untuk menyimpan data n-bit, diperlukan n buah flip-flop yang disusun sedemikian rupa dalam bentuk register.

Suatu bit data (1 dan 0)

yang berjalan dalam system digital kadang-kadang perlu dihentikan, di copy, dipindahkan atau hanya digeser ke kiri kekanan.

 Flipflop disebut juga sebagai register 1 bit.

Dilakukan melalui penyetelan keadaan kumpulan flip-flop dalam register secara serentak sebagai satu kesatuan. 1 Flip flop = 1 bit Register 8 bit = data 0 s.d 255 desimal

B. JENIS – JENIS REGISTER a) MAR (Memori Adress Register)

Register ini menyimpan alamat memori dari data dan instruksi.

Register ini digunakan untuk mengakses data dan instruksi dari memori selama fase eksekusi suatu instruksi.CPU secara luas menggunakan MAR untuk membaca atau menyimpan semua jenis data dalam jenis register ini.Register ini umumnya digunakan untuk operasi membaca (read) dan menulis (write) data dari memori. Pada saat operasi read, alamat diambil dari register untuk mengakses data, dan kemudian data ini dimasukkan ke dalam jenis register lain yang dikenal sebagai Memory Data Register (MDR).Dalam operasi write, data diambil dari MDR dan kemudian disimpan di alamat yang terletak pada MAR.

3

Register MAR selalu menyimpan alamat lokasi berikutnya di mana operasi terkait data akan dijalankan.

b) MDR (Memory Data Register)

MDR adalah register unit kontrol komputer yang berisi data yang akan disimpan di penyimpanan komputer (misalnya RAM), atau data setelah diambil dari penyimpanan komputer.

Register ini bertindak seperti buffer dan menyimpan apa pun yang disalin dari memori yang siap digunakan oleh prosesor. MDR menyimpan informasi sebelum masuk ke decoder.

MDR yang berisi data yang akan ditulis atau dibaca dari lokasi yang dituju. Misalnya, untuk mengambil isi sel 123, kita akan memuat nilai 123 (dalam biner) ke dalam MAR dan melakukan operasi pengambilan.

Ketika operasi selesai, salinan isi sel 123 akan berada di MDR.

Untuk menyimpan nilai 98 ke dalam sel 4, kita memuat 4 ke dalam MAR dan 98 ke dalam MDR untuk melakukan penyimpanan. Ketika operasi selesai, isi sel 4 akan disetel ke 98, dengan membuang apa pun yang ada sebelumnya.

MDR adalah register dua arah. Data yang diambil dari memori ditulis salam satu arah dan ditempatkan ke dalam MDR. Ketika ada instruksi tulis, data yang akan ditulis ditempatkan ke MDR dari register CPU lain, yang kemudian memasukkan data ke dalam memori

Memori Data Register adalah setengah dari antarmuka minimal antara program mikro dan penyimpanan komputer, setengah lainnya adalah MAR. MDR dan MAR melengkapi satu sama lain dan bekerjasama untuk menyelesaikan suatu operasi read and write data.

c) MBR (Memori Buffer Register)

Memory Buffer Register digunakan untuk menyimpan informasi dan data yang dapat dibaca atau ditulis dalam memori komputer.Fungsi utama MBR adalah untuk menyimpan berbagai jenis instruksi komputer dan data yang dapat ditransfer antar memori komputer. Register MBR adalah register terkait memori utama untuk prosesor yang ada di unit pemrosesan karena register ini mampu melakukan operasi terkait memori dengan sangat cepat.

4 d) PC (Program Counter)

Nama lain dari register Program Counter adalah Instruction Address Register (IAR) atau IC (instruction counter). Program Counter digunakan untuk menunjukkan posisi saat ini dari urutan program dalam sistem komputer. Ketika instruksi diambil dari memori, nilai Program Counter bertambah satu dan menunjuk ke instruksi berikutnya yang perlu dieksekusi oleh prosesor CPU. Program Counter digunakan untuk menyimpan alamat instruksi langsung yang perlu dieksekusi selanjutnya.Prosesor di CPU mengambil instruksi secara berurutantetapi urutannya dapat diubah oleh jenis instruksi lain seperti transfer kontrol.

e) Accumulator

Accumulator adalah jenis lain dari register CPU yang banyak digunakan untuk menyimpan logika atau hasil sementara.Register Accumulator memiliki peran yang sangat penting karena jika register ini tidak ada maka semua hasil sementara yang perlu disimpan dalam memori utama dapat menambah overhead pada memori. Hal ini karena operasi baca dan tulis yang tidak perlu akan meningkat.Hasil sementara yang diperoleh dari CPU dapat dengan mudah disimpan di register Accumulator.

Kecepatan akses register Accumulator jauh lebih cepat dibandingkan dengan memori utama. Dalam banyak sistem modern, ada berbagai jenis accumulator yang dapat digunakan untuk menyimpan hasil sementara.

f) Index Register

Index Register di CPU komputer adalah register prosesor yang digunakan untuk memodifikasi alamat operan selama menjalankan program.Register ini banyak digunakan untuk melakukan operasi array atau vektor. Konten diambil dari register indeks dan ditambahkan atau dikurangi ke beberapa alamat langsung untuk mendapatkan alamat data yang efektif. Kerja register indeks dapat diuji dengan instruksi khusus dan utamanya digunakan untuk menguji instruksi loop. Register indeks dapat digunakan dalam pengalamatan tidak langsung di mana modifikasi diperlukan untuk alamat instruksi.

g) Instruction Register

Instruction register merupakan jenis lain dari register CPU yang digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang dieksekusi atau yang akan didekodekan.Dalam prosesor, register ini menyimpan setiap instruksi di dalamnya, dan kemudian dapat dieksekusi oleh prosesor.

Instruksi dapat dieksekusi dalam satu langkah atau dapat dieksekusi dalam beberapa langkah.

h) Register jika dibagi berdasarkan kelasnya Register terbagi menjadi beberapa kelas:

5

 Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dala bilangan bulat (integer).

 Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat- alamat memori dan juga untuk mengakses memori.

 Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.

 Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).

 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.

 Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.

 Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.

 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 ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.

2.2 MEMORI

A. PENGERTIAN MEMORI PADA MICROPROSESOR

Memori dalam suatu sistem mikroprosesor maupun komputer digunakan untuk tempat penyimpanan program atau data. Di dalam suatu sistim mikroprosesor ada beberapa tingkatan memori, diantaranya adalah register internal, memori utama dan memori massal (Mass Memory).

Register internal adalah memori didalam CPU. Memori utama adalah memori suatu sistem sedangkan memori massal dipakai untuk menyimpan memori berkapasitas tinggi. Memori massal biasanya berupa hard disk, disket dan lain-lain.

Menurut jenisnya memori terbagi dua, yaitu RAM (Random Access Memory) dan ROM (Read Only Memory) .

RAM adalah suatu memori yang dapat dibaca maupun ditulis.

Data yang ada dalam RAM akan terhapus (bersifat Volatile) bila catu daya dimatikan. Karena RAM mempunyai sifat yang Volatile maka RAM tidak bisa menyimpan program program utama yang diperlukan.

RAM hanya untuk menyimpan data sementara, yaitu data yang tidak begitu vital bila hilang akibat aliran catu daya terputus.

6

ROM merupakan suatu memori yang hanya dapat dibaca. Data dalam ROM tidak akan terhapus meskipun catu dayanya dimatikan (bersifat non volatile), karena mempunyai sifat demikian maka ROM digunakan sebagai media untuk menyimpan program-program utama.

Ada beberapa tipe ROM, diantaranya ROM murni, PROM, EPROM, dan EEPROM. ROM adalah memori yang sudah diprogram oleh pabrik.

PROM (Programmable ROM) dapat diprogram oleh pemakai tetapi sekali diprogram tidak dapat diprogram ulang. EPROM (Erasable PROM) adalah PROM yang bisa diprogram ulang. Isi EPROM dapat dihapus dengan menghadapkan jendela kaca diatas badan IC ke sinar ultra violet (UV) selama 5 sampai 10 menit. EEPROM (Electrically Erasable PROM) adalah PROM yang bisa diprogram ulang. Isi dari EEPROM dapat dihapus secara listrik atau dengan cara memberikan tegangan pada EEPROM teersebut.

B. KARAKTERISTIK MEMORI

Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:

 Volatile dan Non-volatile Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana Page 3 of 14 Arsitektur dan Organisasi Komputer / BAB 5 Brawijaya University 2012 tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut.Memori permukaan magnetik adalah non volatile.Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.

 Erasable dan Non-erasable Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM

Secara umum memori dibedakan karakteristiknya yang meliputi : a) Lokasi

Ada tiga lokasi keberadaan memori di dalam sistem komputer, yaitu:

 Memori lokal

 Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor),

 Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU,

 Memori ini disebut register.

 Memori internal

7

 Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer,

 Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, sehingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara,

 Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama.

 Memori internal biasanya menggunakan media RAM

 Memori eksternal

 Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU

 Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen.

 Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara

Langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol/modul I/O.

 Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder.

 Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.

b) Kapasitas Memori

 Kapasitas register (memori lokal) dinyatakan dalam bit.

 Kapasitas memori internal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word. Panjang word umum adalah 8, 16, dan 32 bit. Kapasitas memori eksternal biasanya dinyatakan dalam byte.

C. TIPE SEMICONDUCTOR MEMORI

Pada saat kita menyalakan komputer, device yang pertama kali bekerja adalah Processor. Processor berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari storage, yaitu Hard Disk (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari Processor.

Tapi prakteknya hal ini sulit dilakukan karena perbedaan teknologi antara Processor & Hard Disk. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan memproses data dengan sangat cepat

8

(Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB 800MHz).

Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar 150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat dibanding HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle-Neck” yang sangat parah.

Untuk mengatasi keadaan itu, diperlukan device Memory Utama (Primary Memory) atau disebut RAM. RAM merupakan singkatan dari Random Access Memory. RAM berfungsi untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat” yang dibutuhkan.

RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen RAM sudah menggunakan teknologi digital. Dengan RAM, maka Processor tidak perlu menunggu kiriman data dari HDD.

Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s (PC400), agar tidak menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi Dual Channel yang dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar arsitektur menjadi 128-bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat memasok data dalam jumlah yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).

D. FAKTOR PENTING PADA RAM

Type menerangkan jenis (variasi) RAM berdasarkan teknologi yang digunakannya, seperti SDRAM, DDR atau DDR2.

Hal ini kadang juga disebut sebagai “interface”. Contoh : Visipro DDR 256Mb PC266 berarti menggunakan teknologi DDR.

Capacity menerangkan seberapa besar kapasitas penyimpanan data RAM dalam satuan Gigabyte (GB) atau Megabyte (MB).

Kapasitas merupakan faktor terpenting pada sebuah RAM karena fungsiny sebagai penyimpan data. Contoh : Visipro DDR2 512Mb PC4300 berarti memiliki kapasitas 512 Megabyte.

9

FSB (singkatan dari Front Side Bus), yaitu besar jalur data antara Processor dam RAM dalam satuan Megahertz. Satuan FSB Processor dan RAM harusnya memiliki angka yg sama agar data dapat ditransfer secara optimal [Lihat pada tabel Dual Channel RAM]. Contoh : Visipro DDR2 256MB PC3200 berarti memiliki FSB 400MHz (PC3200 dibagi 8 byte).

Fungsi, menerangkan fungsi dari RAM, seperti Unbuffered (digunakan pada Desktop), ECC, atau Registered (keduanya digunakan pada Server). [Lihat pada segmen Apa itu Unbuffered, ECC dan Registered ?] Unbuffered merupakan tipe RAM biasa yg digunakan oleh komputer secara umum, ECC (Error Correction Code) biasa dipakai pada komputer Workstation / Low End Server &

ECC Registered umum dipakai pada Medium to High End Server.

Contoh : Visipro DDR2 1GB PC4300 ECC Registered artinya memiliki fungsi ECC Registered pada modulnya.

Bandwith merupakan besarnya data yang dapat ditransfer atau diolah dalam waktu satu detik (satuan MB/s atau Megabyte per- secon). Umumnya saat ini RAM DDR/DDR2 mencantumkan bandwidth pada Module RAM. Bandwidth bisa didapat dari perkalian FSB x Arsitektur. Arsitektur RAM adalah 64-bit (8byte), sehingga jika DDR PC266 memiliki FSB 266 MHz sama dengan 266 MHz x 8 byte = 2100 MB/s. Ini artinya bahwa DDR PC266 (FSB) sama dengan DDR PC2100 (Bandwidth). Contoh : Visipro DDR2 512MB PC4300 artinya memiliki bandwidth 4300MB/s.

10 E. JENIS RAM

 RAM Statik (SRAM)

 RAM DINAMIK (DRAM)

 SD RAM

 RAM BUS F. ROM

ROM Read only memory (ROM) sangat berbeda dengan RAM, seperti namanya, ROM berisi pola data permanen yang tidak dapat diubah. Data yang tidak bisa diubah menimbulkan keuntungan dan juga kerugian. Keuntungannya untuk data yang permanen dan sering digunakan pada sistem operasi maupun sistem perangkat keras akan aman diletakkan dalam ROM.

Kerugiaannya apabila ada kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan – penyisipan. Kerugian tersebut bisa diantisipasi dengan jenis programmable ROM, disingkat PROM. ROM dan PROM bersifat non-volatile. Proses penulisan PROM secara elektris dengan peralatan khusus. Variasi ROM lainnya adalah read mostly memory, yang sangat berguna untuk aplikasi operasi pembacaan jauh lebih sering daripada operasi penulisan. Terdapat 6 macam jenis, yaitu: Mask ROM , PROM, EPROM, EAROM, EEPROM dan Flash Memory. EEPROM (electrically erasable programprogrammable read only memory)merupakan memori yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. EEPROM menggabungkan kelebihannon-volatile dengan fleksibilitas dapat di- update. Bentuk memori semikonduktor terbaru adalahflash memory.

Memori ini dikenalkan tahun 1980-an dengan keunggulan pada kecepatan penulisan programnya. Flash memory menggunakan teknologi penghapusan dan penulisan elektrik. Seperti halnya EPROM, flash memory hanya membutuhkan sebuah transistor per byte sehingga dapat diperoleh kepadatan tinggi.

11

BAB III PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Register dan Memori adalah dua komponen yang memiliki cara kerja yang berbeda . Pembahasan di atas menyimpulkan bahwa register dan memori berbeda dalam arti kapasitas penyimpanannya, kemampuannya untuk menyediakan data beserta keberadaannya dalam arsitektur sistem. Kriteria ini menghasilkan perbedaan dalam cara keduanya beroperasi.