waptext

Tahun 1946, von Neumann dan rekan-rekannya mulai melakukan perancangan stored-program komputer baru, dikenal sebagai komputer IAS. Struktur umum komputer IAS terdiri dari :
- Memori utama, yang menyimpan baik data maupun instruksi-instruksi dalam bentuk biner.
- ALU yang memiliki kemampuan mengoperasikan data biner.
- Control Unit, yang melakukan intepretasi instruksi-instruksi di dalam memori dan menyebabkan instruksi tersebut dieksekusi.
- Peralatan I/O yang dioperasikan oleh Control Unit.

Gambar. 1 Struktur Komputer IAS
Memori IAS terdiri dari 1000 lokasi penyimpan, yang disebut word, yang masing-masing terdiri dari 40 binary digit (bit). Baik data maupun instruksi disimpan di sini. Sehingga bilangan harus dinyatakan dalam bentuk biner, dan instruksi juga harus berupa kode biner.

Gambar. 2. Format Memori IAS
Gambar 2 menjelaskan format-format tersebut :
- Setiap bilangan dinyatakan oleh sebuah bit tanda dan 39 bit nilai
- Sebuah word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi, dengan masing-masing instruksi
terdiri dari 8-bit kode operasi (op code) yang menspesifikasikan operasi yang akan dibentuk dan sebuah 12 bit alamat yang menandai salah satu word di dalam memori (bilangan dari 0 hingga 999).
- Control unit mengoperasikan IAS dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori dan mengeksekusinya sekaligus.
ALU merupakan singkatan dari Arithmetic Logic Unit dan terdiri dari 4 komponen, yaitu :
- Akumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), yang digunakan untuk menyimpan sementara ' operand dan hasil operasi ALU. Misalnya, hasil perkalian dua buah bilangan 40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti disimpan di dalam AC, dan 40 bit yang kurang berarti disimpan di MQ.
- Memory Buffer Register : berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima word dari memori
- Arithmetic-Logic Circuits
Sedangkan komponen yang ada di dalam control unit adalah :
- Memory Address Register (MAR): Menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca ke MBR.
- Instruction Register (IR): Berisi instruksi 8-bit op code yang akan dieksekusi.
- Instruction Buffer Register (IBR): Digunakan untuk menyimpan sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori.
- Program Counter (PC): Berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.
- Control Circuits
Komputer IAS memiliki 21 buah instruksi yang dikelompokkan seperti berikut ini :
- Data transfer : memindahkan data di antara memori dengan register-register ALU atau antara dua register ALU
- Unconditional branch : biasanya control unit mengeksekusi instruksi-instruksi di dalam urutan memori. Urutan ini dapat diubah dengan instruksi pencabangan yang memudahkan operasi repetitif
- Conditional branch : cabang dapat diubah tergantung pada suatu persyaratan, jadi memungkinkan titik-titik keputusan
- Arithmetic : operasi yang dibentuk oleh ALU
- Address modify : memungkinkan alamat-alamat untuk dikomputasi dalam ALU dan kemudian disisipkan ke dalam instruksi-instruksi yang disimpan di dalam memori. Hal ini memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program. Struktur komputer IAS inilah yang menjadi dasar pengembangan komputer-komputer pada era selanjutnya.
Instruksi IAS Set
Pengajaran
Jenis
Opcode Simbolis
Perwakilan
Deskripsi
Transfer data 00001010
00001001

00100001
00000001
00000010
00000011

00000100 LOAD MQ
LOAD MQ, M (X)
Stor M (X)
LOAD M (X)
LOAD-M (X)
LOAD | M (X) |
LOAD - | M (X) | Transfer isi register MQ ke AC akumulator
Transfer isi lokasi memori X untuk MQ

Transfer isi akumulator ke memori lokasi X
Transfer M (X) ke akumulator
Transfer-M (X) ke akumulator
Transfer absolut nilai M (X) ke akumulator

Transfer - | M (X) | ke akumulator
Cabang tak bersyarat
00001101

00001110 JUMP M (X, 0:19)
JUMP M (X, 20:39) Mengambil instruksi berikutnya dari kiri setengah dari M (X)
Mengambil instruksi berikutnya dari kanan setengah dari M (X)
Cabang Bersyarat
00001111

00010000 JUMP + M (X, 0:19)
JUMP + M (X, 20:39) Jika nomor di akumulator nonnegatif, mengambil instruksi berikutnya dari kiri setengah dari M (X)

Jika nomor di akumulator nonnegatif, mengambil instruksi berikutnya dari kanan setengah dari M (X)
Hitung 00000101

00000111

00000110

00001000

00001011
00001100
00010100

00010101 ADD M (X)

ADD | M (X) |
SUB M (X)

SUB | M (X) |

MUL M (X)
DIV M (X)
LSH

RSH Tambahkan M (X) untuk AC, menempatkan hasilnya di AC
Tambahkan | M (X) | untuk AC, menempatkan hasilnya di AC
Kurangi M (X) dari AC; menempatkan hasilnya di AC
Kurangi | M (X)} dari AC, menempatkan sisanya di AC
Multiply M (X) oleh M (Q); bit yang paling signifikan menempatkan hasil di AC, menempatkan signifikan bit kurang dalam M (Q)
Bagi AC oleh M (X); menempatkan quotient di MQ dan sisanya di AC
akumulator Kalikan dengan 2 (yaitu, bergeser ke kiri satu posisi bit)
Bagi akumulator oleh 2 (yaitu, bergeser ke kanan satu posisi bit)
Alamat memodifikasi 00010010

00010011 Stor M (X, 8:19)
Stor M (X, 28:39) Ganti kiri field alamat di M (X) dengan 12-bit yang paling kanan AC
Ganti alamat kanan lapangan di M (X) dengan 12-bit yang paling kanan AC