PENDAHULUAN
Latar Belakang
Arsitektur computer merupakan suatu bidang ilmu yang mempelajari tentang rancangan dari suatu computer mulai dari arsitektur computer,
Organisasi computer dan revolusi komputer. Dalam makalah ini pemakalah hanya membahas bagian kecil dari bidang ilmu Arisitektur computer ini yaitu Intruksi Set Karakteristik Dan Fungsi, yang berkaitan dengan informasi dalam bentuk bit baik biner, oktal, decimal dan heksa desimal.
Pemakalah membahas materi ini karena Intruksi Set Karakteristik Dan Fungsi ini merupakan materi yang sangat penting dalam bidang ilmu Arsitekturkomputer ini. Set intruksi berupa jenis intruksi teknik pengalamatan, system bust, CPU dan I/O Set Intruksi Mode & Format Pengalamatan Set Instruksi Materi Or-Ar Komputer Karakteristik Dan Fungsi Set Instruksi
* Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions).
* Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set).
PEMBAHASAN
1. Arsitektur Set Instruksi
Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram, Set instruksi (instruction set) adalah sekumpulan lengkap instruksi yang dapat di mengerti oleh sebuah CPU, set instruksi sering juga disebut sebagai bahasa mesin (machine code), karna aslinya juga berbentuk biner kemudian dimengerti sebagai bahasa assembly, untuk konsumsi manusia (programmer), biasanya digunakan representasi yang lebih mudah dimengerti oleh manusia.
a. Dua bagian utama arsitektur komputer:
1. Instruction set architecture (ISA) / arsitektur set instruksi ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi oleh komputer. ISA menentukan sifat komputasional computer, ISA terkadang digunakan untuk membedakan kumpulan karakteristik yang disebut di atas dengan mikro arsitektur prosesor, yang merupakan kumpulan teknik desain prosesor untuk mengimplementasikan set instruksi (mencakup microcode, pipeline, sistem cache, manajemen daya, dan lainnya).
2. Hardware system architecture (HSA) / arsitektur system hardware HSA berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.
a. Pengolahan data (dataprocessing)
Meliputi operasi-operasi aritmetika dan logika. Operasi aritmetika memiliki kemampuan komputasi untuk pengolahan data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.
b. Perpindahan Data (data movement)
Perpindahan data (data movement) berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O. untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan instruksi-instruksi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan.
c. Penyimpanan data (data storage)
Penyimpanan data (data storage) berisi instruksi-instruksi penyimpan kememori. Instruksi penyimpanan sangat penting dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakan penyimpanan walaupun sementara.
d. Kontrol aliran program (program flow control)
Kontrol aliran program (program flow control) berisi instruksi pengontrolan operasi dan percabangan ke set instruksi lain.
Transfer data
· Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.
· Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas dari pada stack.
· Menetapkan panjang data yang dipindahkan.
· Menetapkan mode pengalamatan.
· Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah :
. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain
. Apabila memori dilibatkan :
Menetapkan alamat memori.
Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat
memori aktual.
Operasi Set Instruksi Untuk Transfer Data
a. MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
b. STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori
c. LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor
d. EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan
e. CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan
f. SET : memindahkan word 1 ke tujuan
g. PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack
h. POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber
ARITHMETIC
a) Aritmatic Tindakan CPU untuk melakukan operasi Arithmatic :
- Transfer data sebelum atau sesudah
- Melakukan fungsi dalam ALU
- Menset kode kode kondisi dan flag.
b) Operasi set instruksi untuk aritmatik :
1. ADD : Penjumlahan
2. SUBSTRACT : Pengurangan
3. MULTIPLY : Perkalian
4. DIVIDE : Pembagian
5. ABSOLUTE
6.NEGATIVE
7. DECREMENT
8. INCREMENT
Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operasi tunggal
c) Input Output Tindakan CPU untuk melakukan Input/Output :
- Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped.
- Mengawali perintah ke Modul I/O Operasi Set Instruksi Input/Output
- INPUT: Memindahkan data dari pengangkat I/O tertentu ke tujuan
- OUTPUT: Memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O
- START I/O: Memindahkan instruksi ke processor I/O untuk mengawali operasi I/O
- TEST I/O: Memindahkan informasi dari system I/O ke tujuan Logical
LOGIKA
Operasi set instruksi untuk operasi Logical :
- AND, OR, NOT, EXOR
- COMPARE :Melakukan perbandingan logika
- TEST : Menguji kondisi tertentu
- SHIFT : Operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin
CONVERSI
a) Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical.
* Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.
* Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner.
Operasi set instruksi untuk conversi :
1. TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel korespodensi.
2. CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.
INPUT / OUPUT
Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :
1. Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped.
2. Mengawali perintah ke modul I/O
Operasi set instruksi Input / Ouput :
1. INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan
2. OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O
3. START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O
4. TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan
TRANSFER CONTROL
Tindakan CPU untuk transfer control : Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return.
a) Operasi set instruksi untuk transfer control :
1. JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat tertentu.
2. JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.
3. JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.
4. RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu.
5. EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruksi
6. SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya.
7. SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan
8. HALT : menghentikan eksekusi program.
9. WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi
10. NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.
4. Teknik Pengalamatan
1. Immmediate addressing
Merupakan bentuk pengalamtan yang paling sederhana, dimana operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari instruksi operand sama dengan field alamat. Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk komplemen dua, dengan bit kiri sebagai bit tanda. Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda di geser ke kiri hingga maksimum word data.
2. Direct addressing
Cara ini merupakan cara yang baik digunakan pada komputer lama dan komputer kecil, karena hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan sebuah kalkulus khusus.
Kelebihan dari mode pengalamatan ini, dimana field alamat berisi efektif address sebuah operand. Kelemahan dari mode penglamatan ini yaitu keterbatasan field alamat karena panjang fied alamat relatif lebih kecil dibanding panjang word.
Merupakan bentuk pengalamtan yang paling sederhana, dimana operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari instruksi operand sama dengan field alamat. Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk komplemen dua, dengan bit kiri sebagai bit tanda. Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda di geser ke kiri hingga maksimum word data.
2. Direct addressing
Cara ini merupakan cara yang baik digunakan pada komputer lama dan komputer kecil, karena hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan sebuah kalkulus khusus.
Kelebihan dari mode pengalamatan ini, dimana field alamat berisi efektif address sebuah operand. Kelemahan dari mode penglamatan ini yaitu keterbatasan field alamat karena panjang fied alamat relatif lebih kecil dibanding panjang word.
3. Indirect addressing
Mode ini merupakan mode pengalamatan secara tidak langsung, dimana field mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat oprand yang panjang.
4. Register addressing
Register addressing merupakan suatu mode pengalamatan yang cara kerjanya hampir mirip dengan mode pengalamatan langsung (direct addressing), namn perbedaannya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama.
Field yang mereferensi register yang memiliki panjang3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16 general purpose.
5. Register indirect addressing
Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak. Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat dari pada mode pengalamatan tidak langsung
6. Displacement addressing
Mode ini yaitu dengan operand berada pada alamat A ditambahkan isi register. Pada mode ini terdapat tiga model displacement yaitu :
-Relative addressing
-Base register addressing
-Indexing
Mode ini merupakan mode pengalamatan secara tidak langsung, dimana field mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat oprand yang panjang.
4. Register addressing
Register addressing merupakan suatu mode pengalamatan yang cara kerjanya hampir mirip dengan mode pengalamatan langsung (direct addressing), namn perbedaannya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama.
Field yang mereferensi register yang memiliki panjang3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16 general purpose.
5. Register indirect addressing
Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak. Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat dari pada mode pengalamatan tidak langsung
6. Displacement addressing
Mode ini yaitu dengan operand berada pada alamat A ditambahkan isi register. Pada mode ini terdapat tiga model displacement yaitu :
-Relative addressing
-Base register addressing
-Indexing
[1] D. Suryadi H. S., Seri Diktat Kuliah: Pengantar Arsitektur Komputer, Penerbit Gunadarma
1994
[2] Soepono Soeparlan, Seri Diktat Kuliah: Pengantar Organisasi sistem Komputer, Penerbit
Gunadarma 1995
[3] Stalling, William, Computer Organization and Architecture: Principles of Structure and
Function, Macmillan Publishing Company 1990
