MODUL 2: REPRESENTASI DAN MANIPULASI LEVEL BIT
Praktikan: Agung Utama Putra (13210037) Asisten: Fadhlullah Waktu Percobaan: 2 November 2012 EL3110 – Arsitektur Sistem Komputer Sekolah Teknik Elektro dan Informatika – ITB
Abstrak Praktikum kali ini membahas tentang representasi bit dan operasi-operasi yang dilakukan pada level bit. Kata kunci: representasi, manipulasi, bit
1. Data Praktikum 1.1 Fungsi bitXor(x,y)
Input: x = 4; y = 5. Output: 1 1.2 Fungsi oddBits()
Input: tidak ada Output: 0xAAAAAAAA 1.3 Fungsi getByte(x,n)
Input: x = 0x123456789; n = 1 Output: 0x56 1.4 Fungsi bitMask(highbit,lowbit)
Input: highbit = 5; lowbit = 3 Output: 0x38 1.5 Fungsi reverseByte(x)
Input: x = 0x01020304 Output: 0x04030201 1.6 Fungsi tmax()
Input: tidak ada Output: 2147483647 (desimal) dan 0x7FFFFFFF (heksadesimal) 1.7 Fungsi minBytes(x,y)
Input: x = 0x15; y = 0x07 Output: 0xE
Gambar 1: Semua fungsi berjalan dengan benar.
1.9 Fungsi enkripsi dan dekripsi
Enkripsi Input: data = 123456789; pass = 85 Output: 1376688192 Dekripsi Input: data = 1376688192; pass = 85 Output: 123456789 Screenshot:
1.8 Fungsi shiftRegister(x)
Input: x = 0x04 dan x = 0x13 Output: 0x93 Screenshot untuk percobaan 1-8:
Gambar 2: Fungsi enkripsi dan dekripsi sudah benar.
2. Analisis 2.1 Fungsi bitXor(x,y)
Fungsi XOR sebenarnya adalah: ̅ Karena operasi yang boleh digunakan adalah negasi (~) dan AND (&), fungsi diatas perlu diubah ke bentuk ekuivalennya, yaitu: ̅ ()(̅) Hasil percobaan menunjukkan fungsi sudah benar. 2.2 Fungsi oddBits()
Karena tipe data int 32 bit, fungsi dibuat agar langsung mengeluarkan nilai 0xAAAAAAAA (atau dalam binernya: 0b10101010101010101010101010101010 2.3 Fungsi getByte(x,n)
Untuk mengambil byte ke-n dari masukan x, pertama x di-shift kanan sebanyak n*8 (1 byte = 8 bit). Karena sekarang byte yang diminta sudah berada di digit terakhir, untuk mengambil byte yang bersangkutan bisa dilakukan dengan Atau, dengan mengkonversinya ke tipe data yang berukuran 1 byte. Pada percobaan ini, dilakukan cara kedua (mengkonversi ke 1 byte data). Hasil percobaan menunjukkan fungsi sudah benar. 2.4 Fungsi bitMask(highbit,lowbit)
Cara yang digunakan adalah dengan membuat 2 mask lebih dulu: hmask (untuk highbit ) dan lmask (untuk lowbit ). Pada hmask, nilai 0xFFFFFFFF di-shift kiri sebanyak 31highbit , lalu dikembalikan lagi (di-shift kanan sebanyak 31- highbit ). Begitu juga dengan lmask , nilai 0xFFFFFFFF di-shift kanan sebanyak lowbit , lalu di-shift kiri lagi sebanyak lowbit . Fungsi mengembalikan hasil AND nilai hmask & lmask. Hasil percobaan menunjukkan fungsi sudah benar.
2.6 Fungsi tmax()
Dengan asumsi bahwa tipe data int adalah 32 bit, fungsi tmax mengembalikan nilai minimum integer yang dinegasikan ( ~(1<<31) ). Cara lain adalah dengan mengembalikan langsung nilai 0x7FFFFFFF . 2.7 Fungsi minBytes(x,y)
Karena operator yang boleh digunakan adalah penambahan (+) dan negasi (~), maka fungsi ( ) perlu diubah. Caranya adalah mengubah nilai y dari positif jadi negatif (atau sebaliknya) dengan cara mengubah tanda pada bilangan two’s complement: ( ) () ( ) ( ) Hasil percobaan menunjukkan fungsi sudah benar. 2.8 Fungsi shiftRegister(x)
Agar hasil dari fungsi sebelumnya bisa berpengaruh pada hasil fungsi berikutnya, diperlukan sebuah variabel global yang memuat akumulasi hasil fungsi. Variabel accum yang menyimpan akumulasi ini dideklarasikan dalam main program juga. Hasil percobaan menunjukkan fungsi sudah benar. 2.9 Fungsi enkripsi dan dekripsi
Agar setiap 8 bit input data (32 bit) bisa di XOR dengan input pass (8 bit), pass diubah menjadi 32 bit dengan membuat pass berulang 4 kali. Baru kemudian data di XOR dengan pass yang baru. Fungsi XOR simetris; maksudnya: Bisa jadi Maka fungsi enkripsi dan dekripsi menggunakan satu fungsi yang sama.
bisa
Hasil percobaan menunjukkan fungsi sudah benar.
2.5 Fungsi reverseByte(x)
Fungsi
reverseByte
menggunakan fungsi getByte yang sudah dibuat sebelumnya. Nilai dari input x diambil mulai dari byte terakhir hingga getByte, byte terdepan dengan dan dikembalikan dengan urutan terbalik oleh reverseByte (dengan memanfaatkan shift). Hasil percobaan menunjukkan fungsi sudah benar.
3. Kesimpulan a) b)
Representasi dan manipulasi pada level bit bisa dilakukan dengan mudah pada bahasa C. Semua fungsi berjalan dengan benar.
4. Daftar Pustaka Bryant, Randal E. dan David R. O’Hallaron. Computer Systems: A Programmer’s Perspective, 2 nd Edition.Prentice Hall, 2011.
LAMPIRAN A. Kode bitXor.c int bitXor(int x, int y){ return ~( ~(~x & y) & ~(x & ~y) ); }
B. Kode mbitXor.c #include int main(){ printf("%d\n",bitXor(4,5)); return 0; }
C. Kode oddBits.c int oddBits(){ return 0xAAAAAAAA; }
D. Kode moddBits.c #include int main(){ printf("%#x\n",oddBits()); return 0; }
E. Kode getByte.c int getByte(int x, int n){ return (char)(x>>(n<<3)) }
F.
Kode mgetByte.c #include int main(){ printf("%#x\n",getByte(0x12345678,1)); return 0; }
G. Kode bitMask.c int bitMask(int highbit, int lowbit){ int hmask = (0xFFFFFFFF << (31-highbit)) >> (31-highbit); int lmask = (0xFFFFFFFF >> lowbit) << lowbit; return hmask & lmask; }
H. Kode mbitMask.c #include int main(){ printf("%#x\n",bitMask(5,3)); return 0; }
I.
Kode reverseBytes.c int reverseByte(int x){ return (getByte(x,0)<<24) + (getByte(x,1)<<16) + (getByte(x,2)<<8) + (getByte(x,3)); }
J.
Kode mreverseBytes.c #include int main(){ printf("%#x\n",reverseByte(0x01020304)); return 0; }
K. Kode tmax.c int tmax(){ return ~(1<<31); //atau //return 0x7FFFFFFF; }
L.
Kode mtmax.c #include int main(){ printf("%d\n",tmax()); printf("%#x\n",tmax()); return 0; }
M. Kode minBytes.c int minBytes(int x, int y){ return x + (~y + 1); }
N. Kode mminBytes.c #include int main(){ printf("%#x\n",minBytes(0x15,0x07)); return 0; }
O. Kode shiftRegister.c int accum = 0; int shiftRegister(int x){ accum = accum << 5; accum = accum + (x & 31); return accum; }
P. Kode mshiftRegister.c #include int accum; int main(){ printf("%#x\n",shiftRegister(0x04)); printf("%#x\n",shiftRegister(0x13)); return 0; }
Q. Kode tugas2enc.c (enkripsi) #include int main(){ int data; int pass; printf("Enkripsi\n"); printf("Input data : "); scanf("%d",&data); printf("Input pass : "); scanf("%d",&pass); printf("Hasil enkripsi : %d\n",ed(data,pass)); return 0; }
R. Kode tugas2dec.c (dekripsi) #include int main(){ int data; int pass; printf("Dekripsi\n"); printf("Input data : "); scanf("%d",&data); printf("Input pass : "); scanf("%d",&pass); printf("Hasil dekripsi : %d\n",ed(data,pass)); return 0; }
S. Kode tugas2.c (berisi fungsi untuk enkripsi/dekripsi) int ed(int data, int pass){ int byte1 = pass; byte1 = byte1 <<24; int byte2 = pass; byte2 = byte2 <<16; int byte3 = pass; byte3 = byte3 <<8; return (data^(byte1+byte2+byte3+pass)); }
T. Makefile (untuk tugas2enc dan tugas 2 dec) all: tugas2 tugas2: tugas2.o tugas2enc.o tugas2dec.o gcc tugas2.o tugas2enc.o -o tugas2enc gcc tugas2.o tugas2dec.o -o tugas2dec tugas2dec.o: tugas2dec.c gcc -c tugas2dec.c tugas2enc.o: tugas2enc.c gcc -c tugas2enc.c tugas2.o: tugas2.c gcc -c tugas2.c
