Artikel ini merupakan bagian buku Pengenalan Pemrograman Menggunakan Java
Sebelumnya: Pendahuluan
Bagian 1.1
Cycle Ambil dan Eksekusi: Bahasa Mesin
Komputer merupakan sebuah sistem yang kompleks yang terdiri dari banyak komponen yang berbeda. Tetapi di jantung -- atau di otak, jika anda lebih suka -- komputerlah terletak komponen utama yang melakukan proses komputasi yang sebenarnya. Komponen ini dinamakan Central Processing Unit, atau CPU. Di komputer desktop modern, CPU merupakan sebuah "chip" yang berukuran satu inci persegi. Tugas dari CPU ini adalah untuk menjalankan program.
Sebuah program merupakan daftar instruksi yang ditujukan untuk diikuti secara mekanis oleh komputer. Komputer dibangun untuk melaksanakan instruksi yang ditulis secara sederhana dalam bahasa yang disebut bahasa mesin. Tiap jenis komputer memiliki bahasa mesin tersendiri, dimana komputer hanya dapat mengeksekusi langsung program jika program tersebut dibuat dengan bahasa mesin tersebut. (Komputer dapat menjalankan program yang ditulis dalam bahasa lain jika terlebih dahulu program tersebut diterjemahkan ke dalam bahasa mesinnya.)
Saat CPU mengeksekusi sebuah program, program tersebut disimpan di memori utama komputer (dikenal juga sebagai RAM atau random access memory). Memori juga dapat memegang data yang digunakan atau diproses oleh program. Memori utama terdiri atas sebuah urutan dari lokasi. Lokasi ini diberi nomor dimana urutan nomor dari lokasi disebut sebagai alamat. Sebuah alamat memberikan sebuah cara untuk mengambil sebuah informasi tertentu dari jutaan informasi yang disimpan di memori. Saat CPU mengakses instruksi program atau data di lokasi tertentu, ia akan mengirimkan alamat dari informasi sebagai sinyal ke memori; memori akan merespon dengan mengirimkan data yang terkandung di alamat tertentu tersebut. CPU juga dapat menyimpan informasi di memori dengan cara menentukan informasi yang akan disimpan dan alamat dari lokasi dimana data akan disimpan.
Pada tingkatan bahasa mesin, operasi dari CPU cukup gamblang (walaupun sangat rumit secara rincinya). CPU mengeksekusi program yang disimpan sebagai sebuah urutan bahasa mesin di memori utama. Hal ini dilakukan dengan berulang-ulang membaca, atau mengambil, sebuah instruksi dari memori dan kemudian mengerjakan, atau mengeksekusi, instruksi tersebut. Proses ini -- mengambil sebuah instruksi, mengeksekusinya, mengambil instruksi lain, mengeksekusinya, dan begitu seterusnya -- disebut sebagai cycle ambil-dan-eksekusi. Dengan sebuah pengecualian, yang akan dijelaskan di bagian selanjutnya, Semua inilah yang dilakukan oleh CPU.
Rincian dari cycle ambil-dan-eksekusi tidaklah begitu penting, namun ada beberapa hal dasar yang harus kamu tahu. CPU memiliki beberapa register internal, yang merupakan unit memori kecil yang memiliki kemampuan untuk mempertahankan sebuah nomor atau instruksi bahasa mesin. CPU menggunakan salah satu dari register -- program counter, atau PC -- untuk merekam jejak dimana bagian program yang sedang dieksekusi. PC menyimpan alamat dari instruksi selanjutnya yang harus dikerjakan oleh CPU. Di permulaan dari ambil-dan-eksekusi cycle, CPU memeriksa PC untuk melihat instruksi mana yang harus diambil. Selama proses ambil-dan-eksekusi cycle, nomor dari PC diperbaharui untuk menunjukkan instruksi yang akan dieksekusi di cycle selanjutnya.(Biasanya, tidak selalu, merupakan instruksi yang diikuti secara berurutan pada instruksi terkini di program.)
Komputer mengeksekusi program bahasa mesin secara mekanis -- tanpa mengetahui atau berpikir tentangnya -- dikarenakan oleh cara penempatan fisik yang bersamaan. Ini memang bukan konsep yang mudah. Komputer merupakan sebuah mesin yang dibangun dari berjuta-juta saklar kecil yang disebut transistor, yang dibentuk sedemikian rupa sehingga mereka bisa dihubungkan bersama dimana keluaran dari satu saklar dapat menyalakan atau mematikan saklar lainnya. Saat komputer melakukan komputasi, saklar-saklar ini menyalakan dan mematikan satu sama lain dengan pola yang ditentukan oleh bagaimana mereka dihubungkan dan oleh program yang lagi dieksekusi komputer.
Instruksi bahasa mesin diekspresikan sebagai bilangan biner. Bilangan biner hanya terdiri dari dua digit kemungkinan, nol dan satu. Oleh karena itu, instruksi bahasa mesin hanyalah urutan dari nol dan satu. Tiap nol atau satu ini disebut bit. Jadi instruksi bahasa mesin hanya merupakan urutan dari nol dans atu. Tiap urutan tertentu mengkodekan instruksi tertentu. Data yang dimanipulasi oleh komputer juga dikodekan sebagain bilangan biner. Pada komputer modern, setiap lokasi memori menyimpan satu byte, yang merupakan urutan dari 8 buah bit. (Sebuah instruksi bahasa mesin atau sepotong data umumnya terdiri dari beberapa byte yang disimpan di lokasi memori yang berurutan.)
Komputer dapat bekerja secara langsung dengan bilangan biner dikarenakan saklar-saklar dapat mewakilkan bilangan tersebut: nyalakan saklar sebagai satu; matikan saklar sebagai nol. Instruksi bahasa mesin disimpan di memori sebagai pola dari nyalakan dan matikan saklar. Saat instruksi bahasa mesin dimuat ke CPU, yang terjadi adalah saklar-saklar tertentu dinyalakan atau dimatikan sesuai pola yang dikodekan oleh instruksi tersebut. CPU dibangun untuk merespon pola ini dengan mengeksekusi instruksi yang dikodekan; Hal ini dapat dilakukan dengan mudah dikarenakan oleh susunan hubungan di dalam CPU yang merupakan satu kesatuan.
Jadi, kamu harus memahami kerja komputer seperti ini: Memori utama memegang program bahasa mesin dan data. Dimana mereka dikodekan sebagai bilangan biner. CPU mengambil instruksi bahasa mesin dari memori satu demi satu dan mengeksekusinya. CPU melakukannya secara mekanis, tanpa memikirkan dan memahami apa yang dilakukannya -- dan oleh karena itu program yang dieksekusinya harus sempurna, lengkap secara rincinya, dan benar hal ini dikarenakan CPU hanya bisa mengeksekusi instruksi seperti apa yang tertulis. Inilah tampilan skematis dari tingkat-pertama pemahaman akan komputer:
0 comments:
Silahkan tinggalkan komentar anda: