Angah
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Angah as PDF for free.
More details
- Words: 1,336
- Pages: 7
STRUKTUR MESIN | Ingatan Daftar | FORMAT ARAHAN| MOD PENGALAMATAN | INPUT DAN OUTPUT| Index STRUKTUR MESIN •
Sistem IBM 370 adalah sejenis senibina berbanding dengan jenis-jenis komputer khusus yang lain.
•
Senibina ini diaplikasikan pada pelbagai mesin yang berbeza-beza untuk menghasilkan modelmodel kepada 370 jenis ini .
•
Walaupun model IBM 370 berbeza dari segi perkakasan dan lain-lain fizikal namun ia secara logiknya adalah sesuai antara satu sama lain.
•
Mana-mana program pun seharusnya memberi keputusan yang sama apabila dilarikan di salah satu komputer yang berada dalam 370 jenis yang disebutkan diatas dengan syarat operasioperasinya tidak bergantung kepada masa kerja atau lain-lain alatan mesin tersendiri.
•
Senibina IBM 370 telah ditingkatkan bersesuaian dengan mesin jenis sistem ini.sebanyak 360 program harus dilarikan dengan betul dalam 370 jenis ini dibawah keadaan yang hampir sama dengan yang dinyatakan diatas.
•
Senibina yang hampir sama juga diimplementasi di dalam sejumlah nombor dari pemproses yang lain oleh International Business Machine (IBM) dan juga pengeluar-pengeluar lain.
atas
Ingatan •
Arahan mesin mesti disusun dalam kumpulan separuh perkataan yang bermula dengan sempadan perkataan ganda dua.
•
Arahan operan boleh bermula di mana-mana alamat dalam ingatan utama.
•
Contohnya operan 16-bit untuk arahan AH boleh bermula di mana-mana lokasi. Ia tidak perlu disusun
dalam kumpulan separuh perkataan .Walaubagaimanapun, kelajuan arahan yang
dilaksanakan sangat penting untuk ditingkatkan apabila sebahagian operasi telah disusun dalam kumpulan –kumpulan yang sama. atas
Daftar •
Setiap daftar titik apung mempunyai 64 bit.sebahagian daftar menggunakan 2 daftar yang bersebelahan untuk menyimpan sebanyak 128 titik apungan.
•
Disamping itu juga, bilangan bit yang digunakan telah dipilih oleh pengaturcara berdasarkan nilai terbesar untuk disimpan.
(i)
Perpuluhan terzon •
4 bit terkanan untuk setiap bait mengandungi perwakilan perduaan bagi nombor perpuluhan iaitu 0 sehingga 9 .4 bit terkiri untuk setiap bait kecuali yang terakhir biasanya disetkan pada 1111 (nombor hexadecimal F); ini membuatkan kod perpuluhan terzon bagi nombor perpuluhan adalah sama seperti perwakilan aksara EBCDIC.
•
4 bit terkiri daripada bit yang terakhir mungkin ditafsirkan sebagai tanda – biasanya bitbit ini adalah hexadecimal C(tanda posotif), D(tanda negatif)
•
atau F(tiada tanda dan dianggap positif).
•
contoh: integer perpuluhan +53842 diwakilkan dalam zon perpuluhan sebagai hexadecimal F5F3F4C2 (menggunakan 5 bait)
•
contoh: 6071 (nombor perpuluhan terzon) diwakilkan kepada nombor hexadecimal F6F0F701 (4 bait)
(ii) •
perpuluhan formal setiap bait perpuluhan formal dibahagikan kepada 2 medan. Setiap medan mengandungi 4 bit.
•
Keseluruhan bait kecuali bait terakhir, setiap medan-medan mengandungi perwakilan perduaan kepada nombor perpuluhan.
•
Pada bait terakhir, medan pertama mengandungi nombor perpuluhan dam medan kedua mengandungi tanda.
•
Contoh: Nombor perpuluhan +53842 ditukarkan kepada nombor hexadecimal 53842C (3 bait)
• Contoh: 6071 (nombor hexadecimal) diwakilkan kepada nombor hexadecimal bait)
(iii)
No Titik Apungan
Nilai titik apungan boleh diwakilkan dengan menggunakan 3 format
1.
Format Pendek (satu perkataan 32-bit)
2.
Format Panjang (perkataan ganda dua 64-bit)
3.
Format Bersambung (perkataan berganda yang berturutan(doublewords))
Format Pendek 1 s
7
e
24 f
Format Panjang 1
7 e
s
sebagai 06071D (3
56 f
Format Bersambung 1 s
7
56
e
1 s
f1
7
56
e
f2
Bagi setiap kes, nilai nombor diwakilkan menggunakan f (bahagian) dan e (eksponen) Eksponen ditafsirkan sebagai nombor binari yang tak bertanda. Fraction (bahagian) ditafsirkan sebagai nombor heksadesimal yang tak bertanda dengan “hex point” bergerak ke kiri bit pertama
Bagi titik apungan yang biasa, nombor heksadesimal yang terkiri adalah bukan sifar
Untuk nombor titik apungan yang menggunakan format panjang ,e1 dan e2 dicantumkan; f1 dan f2 dicantumkan untuk membentuk bahagian-bahagian f.
Nilai sebenar bagi nombor ditakrifkan sebagai :
(e-64)
F*16
Tanda bagi nombor yang diberi ialah s ( 0=+,1= - ). Satu nilai 0 ditakrifkan dengan mengesetkan semua bit (termasuk tanda eksponen) kepada 0. Eksponen nombor titik apungan bagi IBM 370 ditakrifkan sebagai kuasa 16 (bukan kuasa dua seperti kebanyakan mesin). Ini dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan julat bagi nilai yang ditakrifkan dengan menggunakan 32 bit perkataan tunggal. Oleh sebab itu, ia perlu mengisytiharkan bahagian itu
sebagai nombor perenambelasan lebih baik daripada nombor binari. Ini bermaksud semakin banyak bit terkiri dalam bahagian itu, kemungkinan ianya 0 (jika digit pertama heksadesimal ialah 1).
Kesimpulannya, nombor bagi bit paling bererti dalam pelbagai bahagian adalah mengikut nilai nombor tersebut.
atas
FORMAT ARAHAN
Terdapat 8 jenis format arahan bagi mesin IBM 370. Didalam peringkat ini,kita hanya akan menfokuskan kepada 3 format arahan yang biasa digunakan. Maklumat lanjut mengenai kelapan-lapan format arahan boleh dirujuk pada IBM (1983).
Kebanyakan format arahan mesin IBM 370 menggunakan 2 operan. Bagi suatu format arahan, terdapat 3 kemungkinan dalam menentukan lokasi operannya iaitu: i) 2 operan di dalam daftar ii) 1 operan di dalam daftar dan 1 operan di dalam ingatan. iii) 2 operan di dalam ingatan
Gambarajah berikut menunjukkan setiap jenis format arahan: Format arahan daftar-daftar 8
op
r1
4
4
r2
Format arahan daftar-indeks 8 op
r1
4 x2
b2
4
4 d2
Format arahan storan-storan
12
8 op
•
l1
4
4
l2
b1
4
12 d1
4 b2
12 d2
Di dalam format arahan daftar-daftar, kedua-dua operan adalah didalam no.perpuluhan atau no.titik terapung .Nombor yang didaftar dikodkan dalam format arahan sebagai r1 atau r2. Jenis daftar ditentukan oleh kod operasi untuk arahan tersebut.
Bagi format arahan daftar indeks pula, 1 operan berada di dalam daftar r1 dan 1 operan lagi berada di dalam ingatan.
Mesin IBM 370 memerlukan 24 bit untuk menyimpan alamat di dalam ingatan.Bagi menjimatkan ruang di dalam format arahan, alamat dikodkan sebagai daftar asas b2, daftar indeks x2 (optional) dan 12 bit untuk jarak d2.(lihat perbincangan seterusnya mengenai mod pengalamatan untuk penerangan tentang pengiraan alamat).
Di dalam format arahan storan-storan , kedua-dua operan berada di dalam ingatan. Format arahan jenis ini menggunakan operan yang mempunyai saiz pembolehubah ,saiz operan ini dikodkan di dalam arahaan l1 dan l2.Alamat operan ditentukan dengan daftar asas dan jarak.Daftar indeks tiada di dalam format arahan ini.
Di dalam format arahan yang lain,medan kod operasi adalah 16 bit (format RRE dan SSE).
Format arahan indeks boleh ditukar untuk membenarkan operan daftar yang kedua daripada format arahan daftar indeks (format RS) atau memasukkan 8 bit operan segera pada 2 daftar (format SI).Satu pembolehubah di dalam format arahan storan-storan menetapkan saiz 8 bit untuk kedua-dua operan.Satu pembolehubah hanya mempunyai satu operan sahaja.
atas
MOD PENGALAMATAN
Di dalam mesin IBM 370, arahan CPU yang merujuk kepada lokasi ingatan mestilah menggunakan pengalamatan relatif asas.
Alamat yang dikehendaki ,diperolehi dengan menambah bersama kandungan daftar asas,kandungan daftar indeks (jika ada) dan jarak.
Jarak ditafsirkan sebagai nombor tidak bertanda (positif) bersaiz 12 bit –integer; nombor tidak bertanda (negatif) bagi jarak tidak dibenarkan.
Daftar am tidak boleh digunakan samada sebagai daftar asas atau daftar indeks.
Jika arahan menandakan daftar asas atau daftar indeks bernilai sifar, keadaan ini akan diabaikan didalam pengiraan maklumat yang dikehendaki.
Pengalamatan segera di dalam IBM 370 mempunyai 2 bentuk.
Arahan bagi “Load Address”(LA) memuatkan alamat yang dikehendaki sendiri ke dalam daftar yang telah ditentukan (lebih baik menggunakan alamat ini untuk memperolehi operan dari ingatan).
Terdapat arahan-arahan lain seperti Move Immediate (MVI) mempunyai 1 bait operan segera terus daripada arahan.Walaubagaimanapun, terdapat satu keadaan dimana pengalamatan segera ditetapkan sebagai daripada pendifinasian arahan; kebanyakan arahan tidak menggunakan operan segera.
Di dalam IBM 370, tiada “program counter relative” atau pengalamatan tak terus.
Pengalamatan terus adalah sah hanya apabila terdapat kes dimana kedua-dua daftar indeks dalam daftar asas adalah dinilai sebagai sifar.
Kes ini didalam 12-bit bagi jarak digunakan sebagai alamat sebenar.
Di dalam kes yang sama, sistem operasi mengambil kelebihan daripada keadaan ini, dengan menggunakan alamat terus untuk melihat 4 kilobait (kb) dari ingatan.
atas INPUT DAN OUTPUT •
Input dan output bagi IBM 370 dijalankan atau dilaksanakan untuk SIC/KE.
•
Arahan input output membolehkan CPU untuk mula, berhenti, menguji saluran tersebut dan juga untuk melaksanakan pelbagai kawalan operasi di dalam CPU .
•
Arahan ini juga mempunyai kemudahan yang membolehkan CPU untuk melaksanakan perpindahan terus bait ke bait dengan menggunakan antaramuka khusus bergantung kepada saluran tersebut.
kembali ke atas
Sistem IBM 370 adalah sejenis senibina berbanding dengan jenis-jenis komputer khusus yang lain.
•
Senibina ini diaplikasikan pada pelbagai mesin yang berbeza-beza untuk menghasilkan modelmodel kepada 370 jenis ini .
•
Walaupun model IBM 370 berbeza dari segi perkakasan dan lain-lain fizikal namun ia secara logiknya adalah sesuai antara satu sama lain.
•
Mana-mana program pun seharusnya memberi keputusan yang sama apabila dilarikan di salah satu komputer yang berada dalam 370 jenis yang disebutkan diatas dengan syarat operasioperasinya tidak bergantung kepada masa kerja atau lain-lain alatan mesin tersendiri.
•
Senibina IBM 370 telah ditingkatkan bersesuaian dengan mesin jenis sistem ini.sebanyak 360 program harus dilarikan dengan betul dalam 370 jenis ini dibawah keadaan yang hampir sama dengan yang dinyatakan diatas.
•
Senibina yang hampir sama juga diimplementasi di dalam sejumlah nombor dari pemproses yang lain oleh International Business Machine (IBM) dan juga pengeluar-pengeluar lain.
atas
Ingatan •
Arahan mesin mesti disusun dalam kumpulan separuh perkataan yang bermula dengan sempadan perkataan ganda dua.
•
Arahan operan boleh bermula di mana-mana alamat dalam ingatan utama.
•
Contohnya operan 16-bit untuk arahan AH boleh bermula di mana-mana lokasi. Ia tidak perlu disusun
dalam kumpulan separuh perkataan .Walaubagaimanapun, kelajuan arahan yang
dilaksanakan sangat penting untuk ditingkatkan apabila sebahagian operasi telah disusun dalam kumpulan –kumpulan yang sama. atas
Daftar •
Setiap daftar titik apung mempunyai 64 bit.sebahagian daftar menggunakan 2 daftar yang bersebelahan untuk menyimpan sebanyak 128 titik apungan.
•
Disamping itu juga, bilangan bit yang digunakan telah dipilih oleh pengaturcara berdasarkan nilai terbesar untuk disimpan.
(i)
Perpuluhan terzon •
4 bit terkanan untuk setiap bait mengandungi perwakilan perduaan bagi nombor perpuluhan iaitu 0 sehingga 9 .4 bit terkiri untuk setiap bait kecuali yang terakhir biasanya disetkan pada 1111 (nombor hexadecimal F); ini membuatkan kod perpuluhan terzon bagi nombor perpuluhan adalah sama seperti perwakilan aksara EBCDIC.
•
4 bit terkiri daripada bit yang terakhir mungkin ditafsirkan sebagai tanda – biasanya bitbit ini adalah hexadecimal C(tanda posotif), D(tanda negatif)
•
atau F(tiada tanda dan dianggap positif).
•
contoh: integer perpuluhan +53842 diwakilkan dalam zon perpuluhan sebagai hexadecimal F5F3F4C2 (menggunakan 5 bait)
•
contoh: 6071 (nombor perpuluhan terzon) diwakilkan kepada nombor hexadecimal F6F0F701 (4 bait)
(ii) •
perpuluhan formal setiap bait perpuluhan formal dibahagikan kepada 2 medan. Setiap medan mengandungi 4 bit.
•
Keseluruhan bait kecuali bait terakhir, setiap medan-medan mengandungi perwakilan perduaan kepada nombor perpuluhan.
•
Pada bait terakhir, medan pertama mengandungi nombor perpuluhan dam medan kedua mengandungi tanda.
•
Contoh: Nombor perpuluhan +53842 ditukarkan kepada nombor hexadecimal 53842C (3 bait)
• Contoh: 6071 (nombor hexadecimal) diwakilkan kepada nombor hexadecimal bait)
(iii)
No Titik Apungan
Nilai titik apungan boleh diwakilkan dengan menggunakan 3 format
1.
Format Pendek (satu perkataan 32-bit)
2.
Format Panjang (perkataan ganda dua 64-bit)
3.
Format Bersambung (perkataan berganda yang berturutan(doublewords))
Format Pendek 1 s
7
e
24 f
Format Panjang 1
7 e
s
sebagai 06071D (3
56 f
Format Bersambung 1 s
7
56
e
1 s
f1
7
56
e
f2
Bagi setiap kes, nilai nombor diwakilkan menggunakan f (bahagian) dan e (eksponen) Eksponen ditafsirkan sebagai nombor binari yang tak bertanda. Fraction (bahagian) ditafsirkan sebagai nombor heksadesimal yang tak bertanda dengan “hex point” bergerak ke kiri bit pertama
Bagi titik apungan yang biasa, nombor heksadesimal yang terkiri adalah bukan sifar
Untuk nombor titik apungan yang menggunakan format panjang ,e1 dan e2 dicantumkan; f1 dan f2 dicantumkan untuk membentuk bahagian-bahagian f.
Nilai sebenar bagi nombor ditakrifkan sebagai :
(e-64)
F*16
Tanda bagi nombor yang diberi ialah s ( 0=+,1= - ). Satu nilai 0 ditakrifkan dengan mengesetkan semua bit (termasuk tanda eksponen) kepada 0. Eksponen nombor titik apungan bagi IBM 370 ditakrifkan sebagai kuasa 16 (bukan kuasa dua seperti kebanyakan mesin). Ini dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan julat bagi nilai yang ditakrifkan dengan menggunakan 32 bit perkataan tunggal. Oleh sebab itu, ia perlu mengisytiharkan bahagian itu
sebagai nombor perenambelasan lebih baik daripada nombor binari. Ini bermaksud semakin banyak bit terkiri dalam bahagian itu, kemungkinan ianya 0 (jika digit pertama heksadesimal ialah 1).
Kesimpulannya, nombor bagi bit paling bererti dalam pelbagai bahagian adalah mengikut nilai nombor tersebut.
atas
FORMAT ARAHAN
Terdapat 8 jenis format arahan bagi mesin IBM 370. Didalam peringkat ini,kita hanya akan menfokuskan kepada 3 format arahan yang biasa digunakan. Maklumat lanjut mengenai kelapan-lapan format arahan boleh dirujuk pada IBM (1983).
Kebanyakan format arahan mesin IBM 370 menggunakan 2 operan. Bagi suatu format arahan, terdapat 3 kemungkinan dalam menentukan lokasi operannya iaitu: i) 2 operan di dalam daftar ii) 1 operan di dalam daftar dan 1 operan di dalam ingatan. iii) 2 operan di dalam ingatan
Gambarajah berikut menunjukkan setiap jenis format arahan: Format arahan daftar-daftar 8
op
r1
4
4
r2
Format arahan daftar-indeks 8 op
r1
4 x2
b2
4
4 d2
Format arahan storan-storan
12
8 op
•
l1
4
4
l2
b1
4
12 d1
4 b2
12 d2
Di dalam format arahan daftar-daftar, kedua-dua operan adalah didalam no.perpuluhan atau no.titik terapung .Nombor yang didaftar dikodkan dalam format arahan sebagai r1 atau r2. Jenis daftar ditentukan oleh kod operasi untuk arahan tersebut.
Bagi format arahan daftar indeks pula, 1 operan berada di dalam daftar r1 dan 1 operan lagi berada di dalam ingatan.
Mesin IBM 370 memerlukan 24 bit untuk menyimpan alamat di dalam ingatan.Bagi menjimatkan ruang di dalam format arahan, alamat dikodkan sebagai daftar asas b2, daftar indeks x2 (optional) dan 12 bit untuk jarak d2.(lihat perbincangan seterusnya mengenai mod pengalamatan untuk penerangan tentang pengiraan alamat).
Di dalam format arahan storan-storan , kedua-dua operan berada di dalam ingatan. Format arahan jenis ini menggunakan operan yang mempunyai saiz pembolehubah ,saiz operan ini dikodkan di dalam arahaan l1 dan l2.Alamat operan ditentukan dengan daftar asas dan jarak.Daftar indeks tiada di dalam format arahan ini.
Di dalam format arahan yang lain,medan kod operasi adalah 16 bit (format RRE dan SSE).
Format arahan indeks boleh ditukar untuk membenarkan operan daftar yang kedua daripada format arahan daftar indeks (format RS) atau memasukkan 8 bit operan segera pada 2 daftar (format SI).Satu pembolehubah di dalam format arahan storan-storan menetapkan saiz 8 bit untuk kedua-dua operan.Satu pembolehubah hanya mempunyai satu operan sahaja.
atas
MOD PENGALAMATAN
Di dalam mesin IBM 370, arahan CPU yang merujuk kepada lokasi ingatan mestilah menggunakan pengalamatan relatif asas.
Alamat yang dikehendaki ,diperolehi dengan menambah bersama kandungan daftar asas,kandungan daftar indeks (jika ada) dan jarak.
Jarak ditafsirkan sebagai nombor tidak bertanda (positif) bersaiz 12 bit –integer; nombor tidak bertanda (negatif) bagi jarak tidak dibenarkan.
Daftar am tidak boleh digunakan samada sebagai daftar asas atau daftar indeks.
Jika arahan menandakan daftar asas atau daftar indeks bernilai sifar, keadaan ini akan diabaikan didalam pengiraan maklumat yang dikehendaki.
Pengalamatan segera di dalam IBM 370 mempunyai 2 bentuk.
Arahan bagi “Load Address”(LA) memuatkan alamat yang dikehendaki sendiri ke dalam daftar yang telah ditentukan (lebih baik menggunakan alamat ini untuk memperolehi operan dari ingatan).
Terdapat arahan-arahan lain seperti Move Immediate (MVI) mempunyai 1 bait operan segera terus daripada arahan.Walaubagaimanapun, terdapat satu keadaan dimana pengalamatan segera ditetapkan sebagai daripada pendifinasian arahan; kebanyakan arahan tidak menggunakan operan segera.
Di dalam IBM 370, tiada “program counter relative” atau pengalamatan tak terus.
Pengalamatan terus adalah sah hanya apabila terdapat kes dimana kedua-dua daftar indeks dalam daftar asas adalah dinilai sebagai sifar.
Kes ini didalam 12-bit bagi jarak digunakan sebagai alamat sebenar.
Di dalam kes yang sama, sistem operasi mengambil kelebihan daripada keadaan ini, dengan menggunakan alamat terus untuk melihat 4 kilobait (kb) dari ingatan.
atas INPUT DAN OUTPUT •
Input dan output bagi IBM 370 dijalankan atau dilaksanakan untuk SIC/KE.
•
Arahan input output membolehkan CPU untuk mula, berhenti, menguji saluran tersebut dan juga untuk melaksanakan pelbagai kawalan operasi di dalam CPU .
•
Arahan ini juga mempunyai kemudahan yang membolehkan CPU untuk melaksanakan perpindahan terus bait ke bait dengan menggunakan antaramuka khusus bergantung kepada saluran tersebut.
kembali ke atas
