Set
Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction
Set Architecture (ISA)) didefinisikan sebagai suatu aspek dalam 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).
Karakteristik Instruksi Mesin
- Set intruksi adalah kumpulan lengkap dari instruksi yang dapat dieksekusi oleh CPU
- Set instruksi adalah interface antara perancang komputer dan programmer
Element dari Instruksi
- Kode Operasi (Op code)
- Referensi Operand Sumber
- Referensi Operand Hasil
- Referensi Instruksi Selanjutnya
Representasi Instruksi
- Dalam bahasa mesin setiap intruksi mempunyai pola kombinasi bit yang unik
- Representasi Simbolik digunakan untuk memudahkan
- contoh. ADD, SUB, LOAD
- Operand dapat juga direpresentasikan sebagai: ADD A,B
Jenis-jenis
Instruksi
• Pengolahan
data
• Penyimpanan data
(memori utama)
• Perpidahan data
(I/O)
• Control
Jenis
Addressing Mode (Teknik Pengalamatan)
- Immediate
- Direct
- Indirect
- Register
- Register
Indirect
- Displacement
- Stack
Immediate
Addressing
- Pengalamatan yang paling sederhana.
- Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi
- Operand sama dengan field alamat
- Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua
- Bit paling kiri sebagai bit tanda
- Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data
Keuntungan :
- Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand
- Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat
Kekurangan :
- Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field
Contoh :
- ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator
Direct Addressing
- Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil
- Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus
Kelebihan :
- Field alamat berisi efektif address sebuah operand
Kekurangan :
- Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word
Contoh :
- ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator
Indirect Addressing
- Merupakan mode pengalamatan tak langsung
- Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang
Kelebihan :
- Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi
Kekurangan :
- Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi
Contoh :
- ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator
Register Addressing
- Pengalamatan yang paling sederhana.
- Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi
- Operand sama dengan field alamat
- Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua
- Bit paling kiri sebagai bit tanda
- Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data
Keuntungan :
- Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand
- Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat
Kekurangan :
- Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field
Contoh :
- ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator
Direct Addressing
- Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil
- Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus
Kelebihan :
- Field alamat berisi efektif address sebuah operand
Kekurangan :
- Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word
Contoh :
- ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator
Indirect Addressing
- Merupakan mode pengalamatan tak langsung
- Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang
Kelebihan :
- Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi
Kekurangan :
- Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi
Contoh :
- ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator
Register Addressing
-
Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung
-
Perbedaanya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada
memori utama
-
Field yang mereferensi register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi
8 atau 16 register general purpose
Keuntungan :
- Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori
Keuntungan :
- Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori
-
Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses
eksekusi akan lebih cepat
Kerugian :
Kerugian :
-
Ruang alamat menjadi terbatas
Register
Indirect Addressing
Metode
pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak
langsung
- Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
- Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
- Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
- 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 daripada mode pengalamatan tidak langsung
- Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
- Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register
- Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
- 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 daripada mode pengalamatan tidak langsung
Displacement
Addressing
-
Menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register tidak
langsung
- Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya sebuah field yang eksplisit
- Operand berada pada alamat A ditambahkan isi register
Tiga model displacement
- Relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah Program Counter (PC)
- Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat
- Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya
Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu
- Referensi register dapat eksplisit maupun implisit
- Memanfaatkan konsep lokalitas memori
Indexing : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
- Merupakan kebalikan dari mode base register
- Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing
- Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram iteratif
Contoh :
- Field eksplisit bernilai A dan field imlisit mengarah pada register
- Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya sebuah field yang eksplisit
- Operand berada pada alamat A ditambahkan isi register
Tiga model displacement
- Relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah Program Counter (PC)
- Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat
- Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya
Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu
- Referensi register dapat eksplisit maupun implisit
- Memanfaatkan konsep lokalitas memori
Indexing : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut
- Merupakan kebalikan dari mode base register
- Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing
- Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram iteratif
Contoh :
- Field eksplisit bernilai A dan field imlisit mengarah pada register
Stack
Addressing
-
Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-firs-out
- Stack merupakan blok lokasi yang terbaik
- Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack
- Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack
- Stack pointer tetap berada dalam register
- Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung.
- Stack merupakan blok lokasi yang terbaik
- Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack
- Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack
- Stack pointer tetap berada dalam register
- Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung.
Referensi :
0 Responses so far.
Posting Komentar