MAKALAH ORGANISASI KOMPUTER “ARSITEKTUR SET INSTRUKSI”
Disusun Disusun Oleh : Haqeem Haqeem Luqman Luqman Ryan Asih K. Topik Zaenal Mutaqin
POLITEKNIK PIKSI GANESHA BANDUNG 2013
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb. Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini. Tak lupa sholawat serta salam semoga tetap terlimpahkan pada Rasulullah Rasulullah SAW beserta keluarga (ahli bait). Amin. Makalah ini kami buat untuk menyelesaikan menyelesaikan tugas tugas Organisasi Komputer, Komputer, dalam makalah ini kami akan membahas tentang Arsitektur Set Instruksi dalam komputer. Dengan harapan agar kita semua mengetahui pandangan terhadap komputer. Semoga dengan adanya makalah ini dapat memberi pengetahua yang baru terhadap materi yang telah dicantumkan, dalam pembuatan makalah ini kami menyadari segala kekurangan kekurangan yang melekat pada makalah ini. Untuk itu kritik dan saran saran yang yang bersifat bersifat membangun membangun dari semua, semua, supaya supaya makalah makalah iini dapat dapat menjad menjadii lebih baik lagi. Assalamu’alaikum Wr. Wb. Bandung, Mei 2013
Penyusun
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................... ................................................................. ............................................ ............................ ...... i DAFTAR ISI..................... ISI ........................................... ............................................ ............................................ .......................................... .................... ii BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Latar Belakang Belakang .......... .............. ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... 1
1.2
Tujuan Tujuan Penulisan Penulisan .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... .. 2
1.3
Rumusan Rumusan Masalah Masalah ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... 3
BAB II PEMBAHASAN 2.1
Arsitektur Arsitektur Set Intruksi Intruksi .......... .............. ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ..... 4
2.2
Elemen Elemen-el -eleme emen n dari dari instru instruksi ksi mesin mesin (set (set instr instruks uksi) i) ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ... 6
2.3
Represen Representasi tasi intruksi intruksi .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... 6
2.4
Format Format instruksi..... instruksi.......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ..... 7
2.4.1 2.4.1
Jenis Jenis intruk intruksi si ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 8
2.4.2 2.4.2
Jumlah Jumlah Alamat Alamat (Numbe (Numberr Of Addre Addresse sses) s) ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 9
2.4.3 2.4.3
Jenis-Jen Jenis-Jenis is Operand... Operand........ .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... ....... .. 11
2.5
Teknik Teknik Pengalam Pengalamatan atan ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ......... .... 12
2.6
Rancang Rancangan an Set Instruksi Instruksi .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ......... .... 13
2.7
Tipe Operasi Operasi .......... ............... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... ........ ... 14
BAB III PENUTUP 3.1
Kesimpula Kesimpulan....... n............ .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... ........ ... 19
3.2
Penutup Penutup.... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... ....... .. 19
DAFTAR PUSAKA.............................................................. PUSAKA.................................................................................... ................................ .......... 20
ii
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat
menerima informasi masukan masukan digital dan mengolah mengolah informasi informasi tersebut tersebut menurut intruksi yang tersimpan dan keluaran informasi hasil olahan. Fungsi dari computer adalah :
Operasi pengolahan data
Operasi penyimpanan data
Operasi pemindahan data
Opersi control Arsitektur Arsitektur computer computer adalah adalah konsep konsep perenca perencanaa naan n dan pengopras pengoprasian ian dasar dasar
dari suatu system computer. Arsitektur computer ini i ni merupakan rencana cetak biru dan deskrifsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan system interkoneksi). Dalam hal ini, implementasi perencanaan perencanaan dari masing-masing bagian akan lebih difokuskan terutama mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memory cache, cache, RAM, ROM, cakram cakram keras, dll. Beberapa contoh dari arsitektur computer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue gene, dll. CPU terdiri dari beberapa bagian yang berbeda yang saling berintegrasi dalam membentuk fungsinya seczra bersamaan. Pada bagian ini akan dibahas perkemba perkembangan ngan arsite arsitektur ktur CPU dari dari tiga genera generasi si yaitu yaitu pra compute computerr yang akan akan diwakili oleh arsitektur mesin Analitis Babagge, generasi computer pertama yang stored program yang diwakili oleh mesin von Noumann dan generasi computer modern. 1. Arsitektur Arsitektur Mesin Mesin Analiti Analitiss Babbage Babbage (1843). (1843).
1
Pada tahun 1843, seorang professor matematika dari universitas Cambridge inggris yang bernama Charles babbge, menemukan suatu konsep pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan prototype dari computer-komputer jaman sekarang. Mesin tersbut dikenal dengan denga n babbage’s analytical engine. Mesin ini merupakan alat mekanis mekanis pertama yang mampu dipergunakan untuk menjalankan beberapa algoritma, artinya dapat dipergunakan utuk berbagi keperluan .programing mesin tersebut dilakukan langsung oleh seorang programmer yang pada waktu itu dilakukan oleh Ada Augusta Lovelance (penemu bahasa ADA sebagai bhasa pemrograman pertama di dunia). 2. Arsite Arsitektu kturr Mesin Mesin Van Van Neuman Neumann n (1952) (1952) Mesin van Neumann dalam hal ini mewakili mesin computer pertama yang bersifat stored program. Jhon von Neumann adalah seorang ahli matematika dan anggota Institute of Advance Study di Princention New Jersey yang berkerjasama dengan H.H Goldstine dan A.W. Binks mengajukan suatu makalah yang meyarankan bahwa dalam pembuatan computer sebaikny menggunkan angka binary. Kosep tersebut pada akhirnya menjadi tonggak sejarah dalam terciptanya computer digital yang akhirnya membawa Neumann pada julukan “ pro moter of the stored program(software) concept”. 3. Arsite Arsitektu kturr Mesin Mesin Komput Komputer er Mode Modern rn Arsitektur CPU computer modern, disini bagian-bagian computer lebih lengkap seperti register, Control Unit, Kendali I/O ( Interconection ) Aritmatic Logic Unit. 1.2 Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan makalah diantaranya : 1. Memahami Memahami represen representasi tasi set intruks intruksi, i, dan dan jenis-jeni jenis-jeniss format format intruksi intruksi,, 2. Mengetah Mengetahui ui jenis-jen jenis-jenis is tipe operand operand yang yang diguna digunakan, kan,
2
3. MacamMacam-mac macam am mode mode penga pengalam lamata atan, n, 4. Form Format at intr intruk uksi si.. 5. 1.3 Rumusan Masalah Adapun rumusan penulisan makalah diantaranya : 1. Meng Menget etah ahui ui apa apa itu itu arsi arsite tekt ktur ur set set intru intruks ksi? i? 2. Apa elemen-el elemen-elemen emen arsitektur arsitektur set intruksi? intruksi? 3. Bagaimana Bagaimana terbangun terbangunnya nya arsite arsitektur ktur set intruksi? intruksi? 4. Bagaimana Bagaimana merancang merancang arsitektur arsitektur set intruksi? intruksi?
3
BAB II PEMBAHASAN 2.1
Arsitektur Se Set In Intruksi Set Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction Set
Architecture (ISA)) (ISA)) didefinisikan sebagai sebagai suatu suatu aspek dalam arsitektur arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada). Dua bagian utama arsitektur komputer: 1. Instructio Instruction n set architec architecture ture (ISA) (ISA) / arsitektur arsitektur set instruk instruksi si ISA meliputi meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi oleh computer. ISA menentukan sifat komputasional computer. 2. Hardware Hardware system system archite architecture cture (HSA) (HSA) / arsitektu arsitekturr system system hardware hardware HAS berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem. ISA merupakan sebuah spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain. lain-l ain.
4
ISA terkadang digunakan untuk membedakan membedakan kumpulan karakteristik yang disebut di atas dengan mikroarsitektur prosesor, yang merupakan kumpulan teknik desain prosesor untuk mengimplementasikan set instruksi (mencakup microcode, pipeline, sistem cache, manajemen daya, dan lainnya). Komputer-komputer dengan mikroarsitektur berbeda dapat saling berbagi set instruksi yang sama. Sebagai contoh, prosesor Intel Pentium dan prosesor AMD Athlon mengimplementasikan versi yang hampir identik dari set instruksi Intel x86, tetapi jika diti njau dari desain internalnya, perbedaannya sangat radikal. Konsep ini dapat diperluas untuk ISA-ISA yang unik seperti TIMI yang terdapat dalam IBM System/38 dan IBM IAS/400. TIMI merupakan sebuah ISA yang diimplementasikan sebagai perangkat lunak level rendah yang berfungsi sebagai mesin virtual. TIMI didesain untuk meningkatkan masa hidup sebuah platform dan aplikasi yang ditulis untuknya, sehingga mengizinkan platform tersebut agar dapat dipindahkan ke perangkat keras yang sama sekali berbeda tanpa harus memodifikasi perangkat perangkat lunak (kecuali yang berkaitan dengan TIMI). Hal ini membuat IBM dapat memindahkan platform AS/400 dari arsitektur mikroprosesor CISC ke arsitektur mikroprosesor POWER tanpa harus menulis ulang bagian-bagian dari dalam sistem operasi atau perangkat lunak yang diasosiasikan dengannya. Ketika mendesain mikroarsitektur, para desainer
5
menggunakan Register Transfer Language (RTL) untuk mendefinisikan operasi dari setiap instruksi yang terdapat dalam ISA. Sebuah ISA juga dapat diemulasikan dalam bentuk perangkat lunak oleh sebuah interpreter. Karena terjadi translasi tambahan yang dibutuhkan untuk melakukan emulasi, hal ini memang menjadikannya lebih lambat jika dibandingkan dengan menjalankan program secara langsung di atas perangkat keras yang mengimplementasikan mengimplementasikan ISA tersebut. Akhir-akhir ini, banyak banyak vendor vendor ISA atau mikroarsitektur yang baru membuat perangkat lunak emulator yang dapat digunakan oleh para pengembang perangkat lunak sebelum implementasi dalam bentuk perangkat keras dirilis oleh vendor. 2.2 2. 2
Elemen Elem en-e -ele leme men n dari dari ins instr truk uksi si mes mesin in (s (set et ins instr truk uksi si)) Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yangdilaksanakan yangdilaksanakan atau
dijalankannya. Instruksi ini sering disebutsebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksikomputer (computer instructions). in structions). Elemen-elemen Elemen-elemen dari instruksi mesin (set instruksi) :
Operation Code(opcode) 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 dilaksanakan
Next instruction Reference Reference : memberitahu memberitahu CPU untuk untuk mengambil mengambil (fetch) instruksi berikutnya setelah setelah instruks yang dijalankan selesai selesai
2.3
Representasi intruksi Opcodes Opcodes direprese direpresentas ntasikan ikan
dalam dalam
bentuk bentuk singkata singkatan n
yang yang
disebut disebut
mnemonics, yang menunjukkan operasi yang yang akan dilaksanakan dilaksanakan.. Mnemonics singkatan-singkatan yang mcngindikasikan suatu operasi yang merupakan representasi dari opcode. Contoh Contoh mnemon mnemonics ics instru instruksi ksi::
6
ADD : add (tambahkan) (t ambahkan)
SUB : substract (kurangkan)
MUL : multiply (kalikan)
DIV : divide (bagikan)
LOAD LOAD : load load => ambil ambil data data dari dari main-m main-mem emory ory
STOR : store => tampungkan data ke main-memory
MOV : move => copy-kan sebuah nilai ke sebuah lokasi hasil atau lokasi temporer sebelum operasi dilakukan.
Cont Contoh oh : Mnem Mnemon onic ic
Oper Op eran and d
ADD
A
Artinya menambah menambah secara secara langsung 8 bit data ke dalam dalam isi akumulator akumulator dan menyimpan hasil di akumulator. secara simbolik, misalnya: Mnem Mnemon onic ic
Oper Op eran and d
ADD
R1,R2
Artinya Artinya tambahkan tambahkan nilai nilai yang yang terdapa terdapatt pada isi isi register register R2 ke isi isi register register R1, dan simpankan di lokasi register R1.
2.4
Format instruksi Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam
instruksi instruksi tersebut. tersebut. Layout Layout dari dari suatu suatu instruksi instruksi sering sering disebu disebutt sebagai sebagai Format Format Instruksi (Instruction Format). Contoh suatu Format Instruksi adalah sbb.: OPCODE
OPERAND
7
OPERAND
REFE REFERE RENC NCE E REFE REFERE RENC NCE E Ilustrasi Format Instruksi Sederhana (Fig. 8-2. Stallings, W. 1990, hal. 294)
2.4 .4.1 .1 Je Jen nis in intr tru uks ksii Terdapat kumpulan unik set instruksi, yang dapat digolongkan dalam jenis-jenisnya yaitu: 1. Peng Pengol olah ahan an data data (data (data proc proces essi sing ng)) Meliputi operasi-operasi aritmetika dan logika. Operasi aritmetika memiliki kemampuan komputasi untuk pengolahan data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadpa bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuanuntuk pengolahan pengolahan data lain. 2. Perp Perpin inda daha han n Data Data (dat (dataa movem movemen ent) t) Perpindahan data (data movement) berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan instruksiinstruksi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan. 3. Penyi Penyimpa mpana nan n data data (dat (dataa storag storage) e) Penyimpanan data (data storage) berisi instruksi-instruksi penyimpan ke memori. 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. 4. Kontrol Kontrol aliran aliran program program (program (program flow control) control) Kontrol aliran program (program flow control) berisi instruksi pengontrolan operasi dan percabangan percabangan ke set instruksi instruksi lain.
8
2.4.2 2.4 .2
Jumlah Ala Jumlah Alamat mat (Nu (Numbe mberr Of Add Addres resses ses)) Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam
instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi (Instruction Format). Format). Contoh suatu suatu Format Format Instruksi Instruksi adalah adalah sebagai sebagai berikut : OPCODE OPERAND REFERENCE OPERAND REFERENCE. a. Jumlah Jumlah register register atau atau alamat yang yang digunak digunakan an dalam dalam operasi operasi CPU tergantu tergantung ng format operasi masing-masing CPU. b. Ada formar formar operas operasii yang meng mengguna gunakan kan 3, 3, 2, 1 dan dan 0 register. register. c. Umumnya Umumnya yang yang digunaka digunakan n adalah adalah 2 register register dalam dalam suatu suatu operasi. operasi. Desain Desain CPU saat ini telah menggunakan 3 alamat dalam suatu operasi terutama dalam MIPS (Million Instruction Persecond). Persecond). d. Alamat Alamat perinstruk perinstruksi si yang lebih lebih sedikit sedikit akan akan membuat membuat instruks instruksii lebih sederhana dan pendek, tetapi lebih sulit mengimplementasikan fungsifungsi yang kita inginkan. e. Karena Karena instruksi instruksi CPU sederha sederhana na maka rancan rancangan gan CPU juga juga lebih sederh sederhana. ana. f. Jumlah Jumlah bit dan dan referensi referensi per per instruks instruksii banyak, banyak, jumlah jumlah bit bit dan refer referens ensii instruksi lebih banyak sehingga waktu eksekusi lebih lama. g. Jumlah Jumlah instruksi instruksi per per program program biasa biasanya nya jauh jauh lebih lebih banyak. banyak. h. Pada jumlah jumlah alamat alamat per instruks instruksii banyak, banyak, jumlah jumlah bit dan referen referensi si instruksi instruksi lebih banyak sehingga waktu eksekusi lebih lama. i.
Diperluka Diperlukan n regis register ter CPU yang yang banyak, banyak, namun namun opera operasi si antar antar register register lebih cepat.
j.
Lebih mudah mengiplementasikan mengiplementasikan fungsi-fungsi yang yang kita inginkan. inginkan.
k. Jumlah Jumlah instruks instruksii per program program jauh jauh lebih sedikit. sedikit. l.
Untuk lebih jelas perhatika perhatikan n contoh contoh instru instruksi-in ksi-instruk struksi si denga dengan n jumlah jumlah register berbeda untuk menyelesaikan menyelesaikan persoalan yang yang sama.
Contoh penggunaan set instruksi dengan alamat 1, 2, dan 3 untuk menyelasikan operasi hitung Y= (A-B) : (C+D*E)
9
Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prossesor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya. Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi, yaitu : a). Three Address Instruction
Spesifikasi Instruksi 3 Alamat :
Simbolik : a= b+c
Format alamat : hasil, operand 1 operand 2
Digunakan dalam arsitektur MIPS
Memerlukan kata panjang dalam suatu instruksi
b) Two Address Instruction
Spesifikasi Instruksi 2 alamat :
Simbolik : a= a+b
Satu alamat diisi operand terlebih dahulu kemudian digunakan untuk menyimpan hasilnya.
10
Tidak memerlukan memerlukan instruksi yang yang panjang. panjang.
Jumlah instruksi per program akan lebih banyak dari pada 3 alamat.
Diperlukan penyimpanan sementara untuk menyimpan hasil.
C) One Address Instruction
Ket. AC = ACCUMULATOR. Spesifikasi Instruksi 1 alamat :
Memerlukan alamat implisit untuk operasi.
Menggunakan Menggunakan register akumulator (AC) dan digunakan pada mesin lama.
2.4. 2. 4.3 3
Jeni Je niss-Je Jeni niss Oper Operan and d Addresses
Immediate
Direct
Indirect
Register
11
Register Indirect
Displacement
Stack
Numbers
Integer or fixed point
Floating point
Decim Decimal al (BCD) (BCD)
Characters
ASCII
EBCDIC
Logical Data
2.5
Bila data berbentuk binary: 0 dan 1
Teknik Pe Pengalamatan Mode pengalamatan merujuk pada bagaimana pemrogaman mengalamati
suatu lokasi memori. Setiap mode pengalamatan memberikan fleksibilitas khusus yang sangat penting. Mode penglamatan penglamatan ini meliputi Immediate Addressing, Addressing, Direct Addressing, dan Indirect Addressing. 1. Immi Immidi diat atee Addre Address ssing ing Mode pengalamatan immediate addressing sangat umum dipakai karena harga yang akan disimpan dalam dalam memori langsung langsung mengikuti kode operasi dalam dalam memori, dengan kata lain, tidak diperlukan pengambilan harga dari alamat lain untuk disimpan. Contohnya : MOV A,#20h. Dalam instruksi tersebut, akumulator akan diisi dengan harga yang langsung mengikutinya, dalam hal ini 20h. mode ini sangatlah cepat karena harga yang dipakai langsung tersedia. 2. Dire Direct ct Add Addre ress ssin ing g Dalam mode pengalamatan Direct Addressing, harga yang akan dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain. Contohnya : MOV A,#30h. dalam instruksi ini akan dibaca dibaca data dari RAM Internal dengan alamat alamat 30h dan kemudian
12
disimpan dalam akumulator. Mode pengalamatan ini cukup cepat, meskipun harga yang didapat tidak langsung seperti immediate, namun cukup cepat karena disimpan dalam RAM internal. Demikian pula akan lebih mudah menggunakan mode ini daripada mode immediate karena harga yang didapat bias dari lokasi memori yang mungkin variable. 3. Indi Indire rect ct Addr Addres essi sing ng Mode pegalamatan ini sangat berguna karena dapat memberikan fleksibilitas tinggi dalam mengalamati suatu harga. Mode ini pula satu satunya cara untuk mengakses 128 byte lebih dari RAM internal pada keluarga 8052. Contoh : MOV A,@R0. Dalam instruksi tersebut, 89C51 akan mengambil harga yang berada pada alamat memori yang ditunjukkan oleh isi dari R0 dan kemudian mengisikannya mengisikannya ke akumulator. 2.6
Rancangan Set Instr tru uksi Aspek paling menarik dalam arsitektur computer adalah perancangan set
instruksi, karena rancangan ini berpengaruh banyak pada aspek lainnya. Set instruksi menentukan banyak fungsi yang harus dilakukan CPU. Set instruksi merupakan alat bagi para pemrogram untuk mengontrol kerja CPU. Perlu dipertimbangkan adalah kebutuhan permrogram menjadi bahan pertimbangan dalam merancang set iinstruksi. nstruksi. Rancangan/desain Rancangan/desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah : 1. Keleng Kelengka kapan pan Set instru instruksi ksi 2. Ortogonalit Ortogonalitas as (sifat (sifat indep indepeden edensi si instruksi) instruksi) 3. Komp Kompat atib ibil ilit itas as : -
Source code compability
-
Object code compability
Selain ketiga aspek diatas juga melibatkan masalah rancangan yang fundamental meliputi : 1. Oper Operat atio ion n Rep Reper erto toir iree
13
-
Berapa banyak dan operasi operasi apa yang harus tersedia
-
Sekompleks apakah operasi itu seharusnya
2. Data Ty Types : -
Jenis Data
-
Format Data
3. Inst Instru ruct ctio ion n Form Format at : -
Panjang Instruksi
-
Jumlah Alamat
-
Ukuran Field
4. Registers Registers : Jumlah Jumlah register register CPU CPU yang yang dapat dapat direfer direfernsika nsikan n oleh oleh instruks instruksii dan fungsinya 5. Addressing Addressing : Mode untuk untuk menspes menspesifika ifikasi si alamat alamat suatu suatu Operand. Operand.
2.7
Tipe Operasi Dalam perancangan arsitektur computer jumlah kode operasi akan berbeda
untuk masing masing computer, tetapi terdapat kemiripan dalam jenis j enis operasinya. Jenis Operasi Komputer 1. Tra Transfe sfer da data – ta – konversi konversi 1) Tran Transf sfer er data data a. Menetapka Menetapkan n lokasi lokasi Operan Operand d sumber sumber dan Operand Operand tujuan tujuan b. Lokasi Lokasi lokasi lokasi tersebut tersebut dapat dapat berupa berupa memori, memori, register register atau atau bagian bagian paling atas daripada stack. c. Menetapka Menetapkan n panjang panjang data yang yang dipindahk dipindahkan an d. Meneta Menetapka pkan n mode mode peng pengala alama matan tan.. Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah : a. Memindahk Memindahkan an data data dari satu lokasi lokasi ke lokasi lokasi lain lain b. Apabil Apabilaa memori memori diliba dilibatka tkan n: -
Menetapkan Menetapkan alamat memori
14
-
Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat alamat memori actual
-
Mengawali pembacaan/penulisan memori
Operasi set instruksi untuk transfer data : -
MOVE
: memindahkan kata atau blok dari sumber ke tujuan
-
STORE
: memindahkan kata dari processor ke memori
-
LOAD
: memindahkan kata dari memori ke processor
-
EXCHANGE
-
CLEAR CLEAR/RE /RESET SET : memind memindah ahka kan n kata kata 0 ke ke 1 tujua tujuan n
-
SET
-
PUSH
: menukar isi sumber ke tujuan
: memindahkan kata ke 1 tujuan : memindahkan kata dari sumber ke bagian paling
atas stack -
POP
: memindahkan kata dari bagian paling atas sumber
2) Konversi -
Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical
-
Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.
-
Misalnya pengubahan bilangan decimal menjadi bilangan biner
Operasi set instruksi untuk conversi :
Tran Transl slat atee
: mene menerj rjem emah ahka kan n nila nilaii nila nilaii dala dalam m suat suatu u bag bagian ian memo memori ri
berdasarkan table koorespondensi koorespondensi
Convert
: mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke
bentuk lainnya.
2. Arithm thmatica ica – Input/Output – Input/Output – control Tindakan CPU sama dengan aritmatik adalah logika l ogika – control system dan transfer control
15
1) Aritma tmatic tic Tindakan CPU untuk melakukan operasi Arithmatic :
Transfer data sebelum atau sesudah
Melakukan fungsi dalam ALU
Menset kode kode kondisi dan flag.
Operasi set instruksi untuk aritmatik : a. ADD
: Penjumlahan
b. SUBS SUBSTR TRAC ACT T : Peng Pengur uran anga gan n c. MULTIPLY
: Perkalian
d. DIVIDE
: Pembagian
e. ABSOLUTE f. NEGATIVE g. DECREMENT h. INCREMENT Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operasi tunggal 2) Input nput Outpu utputt Tindakan CPU untuk melakukan Input/Output : -
Apabila memory mapped I/O maka maka menentukan alamat memory mapped.
-
Mengawali perintah ke Modul I/O
Operasi Set Instruksi Input/Output : -
INPUT INPUT
: Memin Memindah dahkan kan data data dari dari penga pengangk ngkat at I/O I/O tert tertent entu u ke tujuan tujuan
-
OUTPUT OUTPUT : Memindahkan Memindahkan data data dari sumber sumber tertentu tertentu ke perangkat perangkat I/O
-
STA START I/O
: Me Memin mindah dahkan in instru struk ksi ke ke pro proccessor sor I/O I/O untuk ntuk
mengawali operasi I/O -
TEST I/O I/O : Memindahkan Memindahkan informasi dari dari system system I/O ke tujuan Logical
16
Logika – Logika – Kontrol Kontrol system dan transfer control a. Tinda Tindakan kan CPU sama sama deng dengan an arit aritmat matik ik b. Operasi Operasi set instruksi instruksi intuk operasi operasi Logical Logical : -
AND, OR, NOT, EXOR
-
COMPARE : Melakukan perbandingan perbandingan logika
-
TEST : Menguji kondisi tertentu
-
SHIFT : Operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin
3) Cont Contro roll Sy System stem -
Hanya dapat dieksekusi ketika processor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang mengeksekusi mengeksekusi suatu program yang yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam system operasi.
-
Contoh : Membaca atau Mengubah register control.
17
4) Tran Transf sfer er Cont Contro roll a. Tindakan Tindakan CPU untuk untuk transfe transferr control control : mengup mengupdate date progra program m counter counter untuk subrutin call/return. b. Operasi Operasi set instruksi instruksi untuk untuk transfe transferr control control : -
JUMP JUMP (cab (cabang ang))
: Pemin Pemindah dahan an tida tidak k bersy bersyara aratt dan dan memua memuatt PC
dengan alamat tertentu. -
JUMP Bersyara Bersyaratt : Menguji Menguji persyarata persyaratan n tertentu tertentu dan memuat memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persayratan.
-
JUMP JUMP Subr Subrut utin in
: Melo Melomp mpat at ke ke ala alama matt terte tertent ntu u
-
RETURN
: Mengganti isi PC dan register lainnya yang
berasal dari lokasi tertentu -
EXECUTE
: Mengambil Operand dari lokasi tertentu
dan mengeksekusi sebagai instruksi -
SKIP
: menambah PC sehingga melompati instruksi
berikutnya. -
SKIP SKIP Bersy Bersyara aratt
: Melom Melompat pat atau atau tida tidak k melak melakuka ukan n apa apa apa apa
berdasarkan berdasarkan pada persyartan -
HALT
: Menghentikan Eksekusi Program
-
WAIT WAIT (HOLD (HOLD))
: Melan Melanjut jutkan kan eksek eksekusi usi pad padaa saat saat persay persayara aratan tan
dipenuhi -
NO OPERATION : Tidak ada operasi yang dilakukan. dilakukan.
18
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan Instruction Set Architecture (ISA) didefinisikan sebagai sesuatu aspek
dalam arsitektur computer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Disebut juga machine code (bahasa (bahasa mesin), aslinya aslinya juga berbentuk biner > bahasa bahasa assembly. Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (Machine Instruction) atau yang dieksekusi membentuk suatu operasi dan berbagai macam fungsi CPU. Sedangkan kumpulan fungsi yang dapat dieksekusi CPU disebut Set Instruksi (Instruction Set). Berikut adalah karakteristik instruksi mesin yaitu meliputi : 1. Elemen-ele Elemen-elemen men dari instruksi instruksi mesin mesin (set instruksi) instruksi) 2. Repr Repres esen enta tasi si Inst Instru ruks ksii 3. Jeni Jeniss-je jeni niss Ins Instru truks ksii 4. Jum Jumlah lah ala alama matt 5. Tekn Teknik ik Peng Pengal alam amta tan n 6. Ranc Rancan anga gan n Set Set Instru Instruks ksii 7. Tipe Tipe Ope Operas rasi 3.2 Penutup Sekian yang dapat kami sampaikan dalam makalah ini, masih banyak kekurangan dan kesalahan pada penyusunan makalah ini, untuk itu kami sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang dapat membangun sehingga sehingga kami dapat memperbaiki makalah ini maupun dapat membuat makalah yang lebih baik lagi. Kami ucapkan minta maaf atas ketidak sempurnaan dalam penyusunan makalah ini dan semoga dapat bermanfaat dan terima kasih.
19
DAFTAR PUSAKA
http://www.scribd.com/doc/34681874/2-set-instruksi http://endahajah.wordpress.com/2009/03/31/hello-world http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi http://gpinkom.wordpress.com/2008/06/0 http://gpinkom.wordp ress.com/2008/06/03/pengertian-bus-bit-da 3/pengertian-bus-bit-dan-byte n-byte http://www.scribd.com/doc/34680928 http://www.scribd.co m/doc/34680928/bab-7-sistem-bus-organ /bab-7-sistem-bus-organisasi-komputer isasi-komputer http://elearning.htp.ac.id/courses/A http://elearning.htp. ac.id/courses/ARKOM/document/p_04 RKOM/document/p_04SetInstruksi.pdf?cidRe SetInstruksi.pdf?cidRe q=ARKOM http://margono.staff.uns.ac.id/files/2009/06/set-instruksi.ppt http://rosdianasetiawan.blogspot.c http://rosdianasetiaw an.blogspot.com/2013/02/perbed om/2013/02/perbedaan-arsitektur-organisasiaan-arsitektur-organisasikomputer.html http://busran.files.wordpress.com/2009/07/set-instruksi.pdf
20
