SET INSTRUKSI DAN TEKNIK PENGALAMATAN DALAM KOMPUTER
* 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).
ELEMEN-ELEMEN DARI INSTRUKSI MESIN (SET INSTRUKSI)
* Operation Code (opcode) :
menentukan operasi yang akan dilaksanakan
* Source Operand Reference :
merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan
* Result Operand Reference
: merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan
* Next instruction Reference :
memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya setelah
instruksi
yang dijalankan selesai. Source dan result operands dapat berupa salah
satu
diantara tiga jenis berikut ini:
- Main or Virtual Memory
- CPU Register
- I/O Device
DESAIN SET INSTRUKSI
Desain set instruksi merupakan
masalah yang sangat
komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:
- Kelengkapan set instruksi
- Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
- Kompatibilitas : - Source code compatibility - Object code Compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:
- Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya
- Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
- Register: Banyaknya register yang dapat digunakan 4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand
FORMAT INSTRUKSI
* Suatu
instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam
instruksi
tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format
Instruksi
(Instruction Format).
OPCODE OPERAND REFERENCE OPERAND REFERENCE JENIS-JENIS OPERAND
OPCODE OPERAND REFERENCE OPERAND REFERENCE JENIS-JENIS OPERAND
* Addresses (akan dibahas pada
addressing modes)
* Numbers : - Integer or fixed point - Floating point - Decimal (BCD)
* Characters : - ASCII - EBCDIC
* Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1
JENIS INSTRUKSI
* Numbers : - Integer or fixed point - Floating point - Decimal (BCD)
* Characters : - ASCII - EBCDIC
* Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1
JENIS INSTRUKSI
* Data processing: Arithmetic dan Logic Instructions
* Data storage: Memory instructions
* Data Movement: I/O instructions
* Control: Test and branch instructions
TRANSFER DATA
* Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.
* Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas daripada stack.
* Menetapkan panjang data yang dipindahkan.
* Menetapkan mode pengalamatan.
* Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah :
a. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain.
b. Apabila memori dilibatkan :
1. Menetapkan alamat memori.
2. Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual.
3. Mengawali pembacaan / penulisan memori
Operasi set instruksi untuk transfer data :
* MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
* STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
* LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
* EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
* CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
* SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
* PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
* POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber
ARITHMETIC
Tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic :
- Transfer data sebelum atau sesudah.
- Melakukan fungsi dalam ALU.
- Menset kode-kode kondisi dan flag.
Operasi set instruksi untuk arithmetic :
1. ADD : penjumlahan 5. ABSOLUTE
2. SUBTRACT : pengurangan 6. NEGATIVE
3. MULTIPLY : perkalian 7. DECREMENT
4. DIVIDE : pembagian 8. INCREMENT
Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal. LOGICAL
* Tindakan CPU sama dengan arithmetic
* Operasi set instruksi untuk operasi logical :
1. AND, OR, NOT, EXOR
2. COMPARE : melakukan perbandingan logika.
3. TEST : menguji kondisi tertentu.
4. SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada ujung bit.
5. ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin.
CONVERSI
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.
* 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.
CONTROL SYSTEM
* Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam sistem operasi. * Contoh : membaca atau mengubah register kontrol.
JUMLAH ALAMAT (NUMBER OF ADDRESSES)
* Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya.
* Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi :
1. Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya)
2. Tiga Alamat (dua operand, satu hasil)
3. Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand)
4. Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan operand dan hasilnya)
Macam-macam instruksi menurut jumlah operasi yang dispesifikasikan
1. O – Address Instruction
2. 1 – Addreess Instruction.
3. N – Address Instruction
4. M + N – Address Instruction
Macam-macam instruksi menurut sifat akses terhadap memori atau register
1. Memori To Register Instruction
2. Memori To Memori Instruction
3. Register To Register Instruction
ADDRESSING MODES
Jenis-jenis addressing modes (Teknik Pengalamatan) yang paling umum:
* Immediate
* Direct
* Indirect
* Register
* Register Indirect
* Displacement
* Stack
Teknik Pengalamatan
Untuk
menyimpan data ke dalam memori komputer, tentu memori tersebut diberi
identitas
(yang disebut dengan alamat/ address) agar ketika data tersebut
diperlukan
kembali, komputer bisa mendapatkannya sesuai dengan data yang pernah
diletakkan
di sana.
Teknik
pengalamatan ini hampir sudah tidak diperlukan lagi oleh pemakai
komputer saat
ini karena hampir seluruh software yang beredar di pasaran tidak
mengharuskan
si pemakai menentukan di alamat mana datanya akan disimpan (semua sudah
otomatis dilakukan oleh si software).
Jadi,
yang kita pelajari adalah bagaimana kira-kira si software tersebut
melakukan
teknik pengalamatannya, sehingga data yang sudah kita berikan dapat
disimpan di
alamat memori tertentu dan dapat diambil kembali dengan tepat.
Ada
tiga teknik dasar untuk pengalamatan, yakni
· Pemetaan langsung (direct mapping) yang
terdiri
dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan
Pengalamatan
relatif (relative addressing),
·
Pencarian Tabel (directory look-up), dan
·
Kalkulasi (calculating)
Pemetaan
Langsung
Teknik ini dapat dijuluki
dengan device dependent
(tergantung pada peralatan rekamnya), artinya, kita tidak dapat begitu
saja
meng-copy data berkas ini ke komputer lainnya, karena mungkin saja di
komputer
lainnya itu menggunakan alat rekam yang berbeda spesifikasinya.
Teknik ini juga dapat dijuluki dengan
address
space dependent (tergantung pada alamat-alamat yang masih kosong),
artinya,
kita tidak dapat begitu saja meng-copy data berkas ini ke komputer
lainnya,
karena mungkin saja di komputer lainnya itu alamat-alamat yang
dibutuhkan sudah
tidak tersedia lagi.
Teknik
Pencarian Tabel
Teknik ini dilakukan dengan
cara, mengambil seluruh kunci
atribut dan alamat memori yang ada dan dimasukkan ke dalam tabel
tersendiri.
Jadi tabel itu (misal disebut dengan tabel INDEX) hanya berisi kunci
atribut
(misalkan NIM) yang telah disorting (diurut) dan alamat memorinya.
Pencarian yang dilakukan di
tabel INDEX akan lebih cepat
dilakukan dengan teknik pencarian melalui binary search (dibagi dua-dua,
ada di
mata kuliah Struktur dan Organisasi Data 2 kelak) ketimbang dilakukan
secara
sequential.
Nilai key field (kunci atribut) bersifat
address
space independent (tidak terpengaruh terhadap perubahan organisasi
file-nya),
yang berubah hanyalah alamat yang ada di INDEX-nya.
Teknik
Kalkulasi Alamat
Perhitungan (kalkulasi) terhadap nilai
kunci
atribut untuk mendapatkan nilai suatu alamat disebut dengan fungsi hash.
Bisa juga fungsi hash digabungkan dengan
teknik pencarian seperti tabel
di atas, tetapi akan menjadi lebih lama pengerjaannya dibanding hanya
dengan
satu jenis saja (fungsi hash saja atau pencarian tabel saja).
SUMBER :
· Serdiwansyah N. A. Set Instruksi
dan Teknik Pengalamatan Teknik Elektro Universitas Negri Makasar
· http://raditfa.blogspot.com/2012/11/arsitektur-set-instruksi-dan-teknik.html
· Wikipedia Instruksi Pada Komputer
· Wikipedia CPU (Central Processing
Unit)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar