Selasa, 03 Desember 2013
Set
instruksi merupakan sekumpulan lengkap instruksi yang terdapat di dalam sebuah CPU, set instruksi sering juga disebut
sebagai bahasa mesin (assembly), karna format bahasa yang digunakan berbentuk
biner, untuk dapat di mengerti oleh manusia, biasanya digunakan representasi
yang lebih mudah.
Sebuah
instruksi terdiri dari sebuah opcode, biasanya bersama dengan beberapa
informasi tambahan seperti darimana asal operand-operand dan kemana hasil-hasil
akan ditempatkan. Subyek umum untuk menspesifikasikan di mana operand-operand
berada (yaitu, alamat-alamatnya) disebut pengalamatan
Pada beberapa jenis mesin, semuanya instruksi memiliki
panjang yang sama. Instruksi-instruksi mungkin lebih pendek dari wor, Membuat
semua instruksi memiliki panjang yang sama lebih muda dilakukan dan membuat
pengkodean lebih mudah tetapi sering memboroskan ruang, karena semua instruksi
dengan demikian harus sama panjang seperti instruksi yang paling panjang.
Di dalam sebuah instruksi terdapat beberapa elemen-elemen
instruksi:
- Operation code (op code)
- Source operand reference
- Result operand reference
- Xext instruction preference
Format instruksi (biner):
Missal
instruksi dengan 2 alamat operand : ADD A,B A dan B adalah suatu alamat
register.
Beberapa simbolik instruksi:
ADD : Add
(jumlahkan)
SUB :
Subtract (Kurangkan)
MPY/MUL : Multiply
(Kalikan)
DIV :
Divide (Bagi)
LOAD : Load
data dari register/memory
STOR :
Simpan data ke register/memory
MOVE :
pindahkan data dari satu tempat ke tempat
lain
SHR :
shift kanan data
SHL : shift
kiri data .dan lain-lain
Cakupan jenis instruksi:
Data processing : Aritmetik (ADD, SUB, dsb);
Logic (AND, OR, NOT, SHR,
dsb);
konversidata
Data storage (memory)
: Transfer data (STOR, LOAD, MOVE, dsb)
Data movement : Input dan Output ke modul I/O
Program flow control : JUMP, HALT, dsb.
Bentuk instruksi:
Format instruksi 3 alamat
Mempunyai bentuk umum seperti :
[OPCODE][AH],[AO1],[AO2]. Terdiri dari satu alamat hasil, dan dua alamat
operand, misal SUB Y,A,B Yang mempunyai arti dalam bentuk algoritmik : Y := A –
B dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi reg a dengan isi reg B,
kemudian simpan hasilnya di reg Y. bentuk bentuk pada format ini tidak umum digunakan
di dalam computer, tetapi tidak dimungkinkan ada pengunaanya, dalam
peongoprasianya banyak register sekaligus dan program lebih pendek.
Contoh:
A, B, C, D, E, T, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
SUB Y, A, B …………Y := A – B
MPY T, D, E …………T := D × E
ADD T, T, C ………….T := T + C
DIV Y, Y, T …………..Y:= Y / T
Memerlukan 4 operasi
A, B, C, D, E, T, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
SUB Y, A, B …………Y := A – B
MPY T, D, E …………T := D × E
ADD T, T, C ………….T := T + C
DIV Y, Y, T …………..Y:= Y / T
Memerlukan 4 operasi
-
Format instruksi 2 alamat
Mempunyai bentuk umum : [OPCODE][AH],[AO]. Terdiri dari satu alamat hasil merangkap operand, satu alamat operand, missal : SUB Y,B yang mempunyai arti dalam algoritmik : Y:= Y – B dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi reg Y dengan isi reg B, kemudian simpan hasillnya di reg Y. bentuk bentuk format ini masih digunakan di computer sekarang, untuk mengoprasikan lebih sedikit register, tapi panjang program tidak bertambah terlalu banyak.
Contoh
:
A, B, C, D, E, T, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
MOVE Y, A Y := A
SUB Y, B Y := Y - B
MOVE T, D T := D
MPY T, E T := T × E
ADD T, C T := T + C
DIV Y, T Y:= Y / T
Memerlukan 6 operasi
A, B, C, D, E, T, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
MOVE Y, A Y := A
SUB Y, B Y := Y - B
MOVE T, D T := D
MPY T, E T := T × E
ADD T, C T := T + C
DIV Y, T Y:= Y / T
Memerlukan 6 operasi
-
Format instruksi 1 alamat
Mempunyai bentuk umum : [OPCODE][AO]. Terdiri dari satu alamat operand, hasil disimpan di accumulator, missal : SUB B yang mempunyai arti dalam algoritmik : AC:= AC – B dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi Acc dengan isi reg B, kemudian simpan hasillnya di reg Acc. bentuk bentuk format ini masih digunakan di computer jaman dahulu, untuk mengoprasikan di perlukan satu register, tapi panjang program semakin bertambah.
Contoh
:
A, B, C, D, E, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
LOAD D AC := D
MPY E AC := AC × E
ADD C AC := AC + C
STOR Y Y := AC
LOAD A AC := A
SUB B AC := AC – B
DIV Y AC := AC / Y
STOR Y Y := AC
Memerlukan 8 operasi
A, B, C, D, E, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
LOAD D AC := D
MPY E AC := AC × E
ADD C AC := AC + C
STOR Y Y := AC
LOAD A AC := A
SUB B AC := AC – B
DIV Y AC := AC / Y
STOR Y Y := AC
Memerlukan 8 operasi
-
Format instruksi 0 alamat
Mempunyai bentuk umum : [OPCODE]. Terdiri dari semua alamat operand implicit, disimpan dalam bentuk stack. Operasi yang biasanya membutuhkan 2 operand, akan mengambil isi stack paling atas dan dibawahnya missal : SUB yang mempunyai arti dalam algoritmik : S[top]:=S[top-1]-S[top] dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi stack no2 dari atas dengan isi stack paling atas, kemudian simpan hasilnya di stack paling atas, untuk mengoprasikan ada beberapa instruksi khusus stack PUSH dan POP.
Mempunyai bentuk umum : [OPCODE]. Terdiri dari semua alamat operand implicit, disimpan dalam bentuk stack. Operasi yang biasanya membutuhkan 2 operand, akan mengambil isi stack paling atas dan dibawahnya missal : SUB yang mempunyai arti dalam algoritmik : S[top]:=S[top-1]-S[top] dan arti dalam bentuk penjelasan : kurangkan isi stack no2 dari atas dengan isi stack paling atas, kemudian simpan hasilnya di stack paling atas, untuk mengoprasikan ada beberapa instruksi khusus stack PUSH dan POP.
Contoh :
A, B, C, D, E, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
PUSH A S[top] := A
PUSH B S[top] := B
SUB S[top] := A - B
PUSH C S[top] := C
PUSH D S[top] := D
PUSH E S[top] := E
MPY S[top] := D × E
ADD S[top] := C + S[top]
DIV S[top] := (A - B) /S[top]
POP Y Out := S[top]
Memerlukan 10 operasi
A, B, C, D, E, Y adalah register
Program: Y = (A – B) / ( C + D × E)
PUSH A S[top] := A
PUSH B S[top] := B
SUB S[top] := A - B
PUSH C S[top] := C
PUSH D S[top] := D
PUSH E S[top] := E
MPY S[top] := D × E
ADD S[top] := C + S[top]
DIV S[top] := (A - B) /S[top]
POP Y Out := S[top]
Memerlukan 10 operasi
Set instruksi pada CISC:
Berikut ini merupakan karakteristik
set instruksi yang digunakan pada beberapa computer yang memiliki arsitektur
CISC
Perbandingan set instruksi
Beberapa computer CISC (Complex Instruction Set Computer)
menggunakan cara implist dalam menentukan mode addressing pada setiap set
instruksinya. Penentuan mode addressing dengan cara implicit memiliki arti
bahwa pada set instruksi tidak di ada bagian yang menyatakan tipe dari mode
addressing yang digunakan, deklarasi dari mode addressing itu berada menyatu
dengan opcode. Lain hal nya dengan cara imsplisit, cara eksplisit sengaja
menyediakan tempat pada set instruksi untuk mendeklarasikan tipe mode
addressing. Pada cara eksplisit deklarasi opcode dan mode addressing berada
terpisah.
Data pada tempat deklarasi mode addressing diperoleh dari
logaritma basis dua jumlah mode addressing. Jika deklarasi mode addressing
dilakukan secara implicit akan menghemat tempat dalam set instruksi paling
tidak satu bit untuk IBM 3090 dan 6 bit untuk MC68040. Perubahan satu bit pada
set instruksi akan memberikan jangkauan alamat memori lebih luas mengingat
range memori dinyatakan oleh bilangan berpangkat dua.
Implementasi hardware
Setiap set instruksi yang berbeda membutuhkan perangkat
hardware yang berbeda pula. Hal ini terjadi karena set instruksi yang berbeda
menyimpan informasi yang berbeda sehingga dibutuuhkan hardware yang berbeda
untuk mengubah set instruksi tersebut ke bentuk sinyal-sinyal control.
Untuk mendapatkan opcode berikutnya prosesor harus
mengetahui letak dari opcode tersebut secara pasti pada memory. Karena tipe
dari mode addressing sangat mempengaruhi posisi dari operand, maka secara tidak
langsung mode addressing mempengaruhi letak opcode selanjutnya. Sehingga dapat
disimpulkan kedua cara pendeklarasian mode addressing tersebut turut
mempengaruhi arsitektur hardware dari computer.
SET
INSTRUKSI DALAM KOMPUTER
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).
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:
- 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
Referensi…
