Selasa, 24 Oktober 2017

Arsitektur Set Instuksi dan Teknik Pengalamatan

Nama : Rizky setiadi
Kelas : 4IB02
NPM : 19414724
Arsitektur Set Instuksi dan Teknik Pengalamatan
1. ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
a)    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).

b)   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

c)    Representasi instruksi
§  Intruksi komputer direpresentasikan oleh sekumpulan bit . instruksi dibagi menjadi beberapa field
§  Field – dield ini disi oleh elemen-elemen instruksi yang membawa informasi bagi operasi CPU
§  Layout instruksi dikenal dengan format instruksi

d)   Format instruksi
§  Kode operasi (opcode) direpresentasikan dengan singkatan-singkatan yang disebut mnemonic
§  Mnemonic mengindikasikan suatu operasi bagi CPU
§  Contoh mnemonic adalah :
ADD   = penambahan
SUB    = substract ( pengurangan )
LOAD = muatkan data ke memori
§  Contoh representasi operand secara simbolik :
ADD X,Y artinya : tambahkan nilai yang berada pada lokasi Y ke isi register X dan simpan hasilnya di register X
§  Programmer dapat menuliskan program bahasa mesin dalam bentuk simbolik
§  Setiap opcode simbolik memiliki representasi biner yang tetap dan programmer dapat menetapkan lokasi masing – masing operand

e)    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

f)     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 operasi tunggal.
g)    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

h)   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

i)      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.

j)      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)

2.  TEKNIK PENGALAMATAN
Ada beberapa teknik pengalamatan
a)     Immediate addressing
§  Operand benar – benar ada dalam instruksi atau bagian dari instruksi = Operand sama dengan field alamat.
§  Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk komplemen dua.
§  Bit paling kiri sebagai bit tanda.
§  Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda akan digeser ke kiri hingga maksimum word data
§  Contoh : 
ADD 5 ; tambahkan 5 pada akumulator
Keuntungan  :
§  Mode ini adalah tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand.
§  Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan cepat.
Kerugiannya
§  Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat

b)      Direct addressing
Pengalamatan langsung
§  Kelebihan : Field alamat berisi efektif address sebuah operand
§  Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil.
§  Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulasi khusus.
§  Kelemahan : Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word
§  Contoh :
        ADD A ;         tambahkan isi pada  lokasi alamat A ke akumulator


c)     Indirect addressing
Mode pengalamatan tak langsung
§  Field alamat mengacu pada alamat word di dalam memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang
§  Contoh : ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator
§  Keuntungan : Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi.
§  Kerugian  : Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi


d)    Register addressing
§  Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung.
§  Perbedaannya 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 pengalamatan register : Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori dan Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses eksekusi akan lebih cepat.
§  Kerugian : Ruang alamat menjadi terbatas

e)     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 ditunjuk oleh isi register.
§  Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung.
o   Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak.
o   Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori
o   utama sehingga lebih cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung



f)      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.
        Field eksplisit bernilai A dan field implisit mengarah pada register
§  Operand berada pada alamat A ditambah isi register.
§  Tiga model displacement : Relative Addressing , Base Register Addressing dan Indexing


g)     Stack addressing
§  Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-first-out-queue.
§  Stack merupakan blok lokasi yang terbalik. : Butir ditambahkan ke puncak stack sehingga setiap saat blok akan terisi secara parsial.
§  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 ponter mereferensi ke elemen ketiga stack.
§  Stack pointer tetap berada di dalam register.
§  Dengan demikian, referensi – referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung
  
Perbandingan mode pengalamatan







Tidak ada komentar:

Posting Komentar