Set Instruksi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Central Processing Unit (CPU) adalah bagian dari komputer yang berupa perangkat keras (hardware) yang merupakan pusat kendali dari sitem komputer dan mengkoordinasi semua kegiataan yang ada. Agar semua berjalan dengan baik, maka harus ada interaksi antara peralatan satu dengan yang lain agar setiap proses yang dilakukan brainware dapat berjalan sesuai keinginan.
Awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai adhoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word- word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk diantaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input dan output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor), dan untuk mengetahui lebih lanjut, kami akan membahasnya pada bab selanjutnya.
B. Tujuan
Pembuatan makalah ini untuk melengkapi tugas dari mata kuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer yang di bimbing oleh Bapak Hengki Firdaus dan tujuan lainnya ialah untuk menambah wawasan kami tentang dunia komputer, dan yang akan dibahas disini ialah tentang Control Unit.
BAB II PEMBAHASAN
1. KARAKTERISTIK INSTRUKSI MESIN
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:
ž Main or Virtual Memory
ž CPU Register
ž I/O Device
Desain set instruksi
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:
1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
3. Kompatibilitas :
- Source code compatibility
- Object code Compatibility
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:
1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah
Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand
2. JENIS – JENIS OPERAND
Addresses (akan dibahas pada addressing modes)
Numbers :
1. Integer or fixed point
2. Floating point
3. Decimal (BCD)
Characters :
1. ASCII
2. EBCDIC
Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1
3. JENIS – JENIS INSTRUKSI
1. Data processing: Arithmetic dan Logic Instructions
2. Data storage: Memory instructions
3. Data Movement: I/O instructions
4. Control: Test and branch instructions
Transfer Data
1) Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.
2) Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas daripada stack.
3) Menetapkan panjang data yang dipindahkan.
4) Menetapkan mode pengalamatan.
Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah :
a. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain.
b. Apabila memori dilibatkan :
Menetapkan alamat memori.
Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat
memori aktual.
Mengawali pembacaan / penulisan memori
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
Tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic :
1. Transfer data sebelum atau sesudah.
2. Melakukan fungsi dalam ALU.
3. 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.
4. PENGALAMATAN
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 :
.png)
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)
ADDRESSING MODES
Jenis-jenis addressing modes (Teknik
Pengalama-tan) yang paling umum:
Immediate
Direct
Indirect
Register
Register Indirect
Displacement
Stack
Tabel Basic Addressing Modes
Mode | Algorithm | Principal Advantage | Principal Disadvantage |
Immediate | Operand = A | No memory reference | Limited operand magnitude |
Direct | EA = A | Simple | Limited address space |
Indirect | EA = (A) | Large address space | Multiple memory references |
Register | EA = R | No memory Reference | Limited address space |
Register Indirect | EA = (R) | Large address space | Extra memory reference |
Displace-ment | EA=A+(R) | flexibility | Complexity |
Stack | EA=top of Stack | No memory Reference | Limited applicability |
5. 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).
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
BAB II PENUTUP
A. KESIMPULAN
Jadi setiap instruksi harus terdiri dari informasi yang diperlukan oleh CPU untuk dieksekusi. Operasi itu dispesifilan oleh sebuah kode biner, dikenal sebagai kode operasi. Operasi dapat melibatkan satu atau lebih operand sumber, dengan kata lain, operand adalah input bagi operasi. Instruksi harus menspesifikan modul I/O dan perangkat yang diperlukan oleh operasi.
- Instruksi mesin (machine intruction) yang dieksekusi membentuk suatu operasi dan berbagai macam fungsi CPU.
- Kumpulan fungsi yang dapat dieksekusi CPU disebut set instruksi (istruction set) CPU.
- Karakteristik instruksi mesin, meliputi:
- Elemen-elemen instruksi
- Representasi instruksi
- Jenis-jenis instruksi
- Penggunaan alamat
- Rancangan set instruksi
Jadi setiap instruksi harus terdiri dari informasi yang diperlukan oleh CPU untuk dieksekusi. Operasi itu dispesifilan oleh sebuah kode biner, dikenal sebagai kode operasi. Operasi dapat melibatkan satu atau lebih operand sumber, dengan kata lain, operand adalah input bagi operasi. Instruksi harus menspesifikan modul I/O dan perangkat yang diperlukan oleh operasi.
- Instruksi mesin (machine intruction) yang dieksekusi membentuk suatu operasi dan berbagai macam fungsi CPU.
- Kumpulan fungsi yang dapat dieksekusi CPU disebut set instruksi (istruction set) CPU.
- Karakteristik instruksi mesin, meliputi:
- Elemen-elemen instruksi
- Representasi instruksi
- Jenis-jenis instruksi
- Penggunaan alamat
- Rancangan set instruksi
DAFTAR PUSTAKA
Referensi
0 comments:
Post a Comment