Tugas Peng. Org. & Arst Komputer

SET INTRUKSI

Januari 04, 2019

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.

TIPE-TIPE OPERAND

1. Addresses 

    Alamat merupakan salah satu bentuk data. Umumnya untuk menentukan alamat memori utama atau memori virtual, sebagian kalkulasi harus dilakukan terhadap referensi operand di dalam sebuah instruksi. Dalam konteks ini, alamat dapat dianggap sebagai (bilangan bulat tak bertanda) (unsigned integer).

2. Numbers

    Semua bahasa mesin memiliki jenis data numerik. Perbedaan yang penting antara bilangan yang digunakan dalam matematika dengan bilangan yang tersimpan di dalam komputer adalah bahwa jumlah bilangan yang digunakan dalam komputer sangat terbatas. Tiga jenis data numerik yang terdapat pada komputer :

a.       Integer (Bilangan Bulat) atau Fixed Point : sebuah integer yang skala dengan faktor tertentu. Penting untuk dicatat bahwa faktor skala ditentukan oleh jenis, itu adalah sama untuk semua nilai dari jenis fixed-titik tertentu.

b.       Floating Point : sebuah bilangan yang digunakan untuk menggambarkan sebuah nilai yang sangat besar atau sangat kecil.

c.       Decimal (Desimal) : sistem pengkodean bilangan desimal yang metodenya mirip dengan bilangan biner biasa; hanya saja dalam proses konversi, setiap simbol dari bilangan desimal dikonversi satu per satu, bukan secara keseluruhan seperti konversi bilangan desimal ke biner bia 

3. Characters

             Bentuk data yang umum adalah teks atau untai karakter. Sementara data tekstual merupakan data yang dirasakan paling nyaman bagi manusia, teks dalam bentuk karakter tidak mudah disimpan atau dikirimkan oleh sistem pengolahan data atau sistem komunikasi. Dengan demikian, sejumlah kode digunakan untuk merepresentasikan karakter dengan memakai rangkaian bit.

- ASCII : suatu standar internasional dalam kode huruf dan simbol seperti Hex dan Unicode tetapi ASCII lebih bersifat universal, contohnya 124 adalah untuk karakter “|”. Ia selalu digunakan oleh komputer dan alat komunikasi lain untuk menunjukkan teks.

- EBCDIC : kode 8 bit untuk huruf yang dipakai pada sistem operasi komputer merk IBM,  seperti z/OS, OS/390, VM, VSE, OS/400, serta i5/OS.

4. 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

Tipe-tipe Operasi

Dalam perancangan arsitektur komputer, jumlah kode operasi akan sangat berbeda untuk masing-masing komputer, tetapi terdapat kemiripan dalam jenis operasinya.

1.)  Transfer data

-) Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.

-) Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas dari pada 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 :

-) Menetapkan alamat memori.

-) Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual.

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

2.) Arithmatic

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 2 operand

b. SUBSTRACT        : Pengurangan 2 operand

c. MULTIPLY           : Perkalian 2 operand

d. DIVIDE               : Pembagian 2 operand

e. ABSOLUTE           : Mengubah nilai operand menjadi nilai mutlak

f .NEGATIVE            : Mengubah nilai menjadi negatif

g. DECREMENT        : Pengurangan (-1) pada nilai operand

h. INCREMENT         : Penambahan (+1) pada nilai operand

Absolute,Negative,Decrement,Increment merupakan instruksi operasi tunggal

3.) Logical

Tindakan CPU untuk melakukan operasi Logical :

-) Sama dengan arithmetic

Operasi set instruksi untuk operasi Logical :

-) AND, OR, NOT, EXOR

-) COMPARE     :Melakukan perbandingan logika

-) TEST           : Menguji kondisi tertentu

-) SHIFT          : Operand menggeser ke kiri atau ke kanan menyebabkan konstanta pada   ujung bit

-) ROTATE       : Operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin

4.) 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 :

-) TRANSLATE     : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian    memori berdasrkan tabel korespodensi.

-) CONVERT        : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.

4.)  Input / Output

Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :

-) Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped

-) Mengawali perintah ke modul I/O

Operasi set instruksi Input / Ouput :

-) INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan

-) OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O

-)START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O

-) TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan

5.)  Transfer Control

Tindakan CPU untuk transfer control :

-) Mengupdate program counter   untuk subrutin , call / return.

Operasi set instruksi untuk transfer control :

-) JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC  dengan alamat tertentu.

-) JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.

-)  JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.

-) 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 BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan

-) HALT : menghentikan eksekusi program.

-) WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi

-) NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.

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 :  

a. Source code compatibility.

b. 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

ADDRESSING MODE

 1. Immediate addressing

Operand (data yang akan dikomputasi) berada langsung pada set instruksi.

2.   Direct Addressing
Operand berada pada memori, set instruksi memegang alamat lokasi memori dimana operand tersebut berada.

3.   Indirect Addresing
Operand berada pada memori, untuk mendapatkan operand ini CPU harus melakukan penelusuran dua kali yaitu dari data alamat memori yang ada pada set instruksi serta alamat yang ditunjuk oleh alamat memori yang diperoleh dari set instruksi tadi.

4.   Register addressing
Operand berada pada register, cara kerjanya mirip dengan direct addressing hanya saja CPU mengakses alamat register bukan alamat memori.

5.   Register Indirect Addressing
Operand berada pada memori, untuk mendapatkan operand CPU harus mengakses register terlebih dahulu karena informasi lokasi operand berada pada register. 

6.  Displacement
Operand berada pada memori, cara kerjanya merupakan gabungan dari teknik direct addressing dan register indirect addressing.

7.   Stack
Operand berada pada stack, operand secara berkala dimasukan ke stack sehingga ketika operand dibutuhkan maka operand sudah berada pada “top of the stack”

Teknik pengalamatan tersebut harus dapat memenuhi kebutuhan komputasi yang dilakukan oleh computer yang secara garis besar dapat dibagi kedalam tiga kategori yaitu:
–         Operasi load (memasukan data).
–         Operasi branch (percabangan).                                                                                                
–         Operasi aritmatik dan logika.

MACAM-MACAM INTRUKSI

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

KESIMPULAN

Dapat ditarik kesimpulan bahwa instruksi-instruksi mesin harus mampu  mengolah data sebagai implementasi keinginan-keinginan kita

Set instruksi (instruction set) adalah sekumpulan lengkap instruksi yang dapat di mengerti oleh sebuah CPU, set instruksi sering juga disebut sebagai bahasa mesin (machine code), karna aslinya juga berbentuk biner kemudian dimengerti sebagai bahasa assembly, untuk konsumsi manusia (programmer), biasanya digunakan representasi yang lebih mudah dimengerti oleh manusia.

Di dalam sebuah instruksi terdapat beberapa elemen-elemen instruksi:

·         Operation code (Op code)

·         Source Operand reference

·         Result Operand reference

·         Next Instruction Reference

Terdapat kumpulan unit set instruksi yang dapat digolongkan dalam jenis-jenisnya, yaitu :

1. Pengolahan data (data processing)

Meliputi operasi-operasi aritmatika dan logika, operasi aritmatika memiliki kemapuna komputasi untuk pengolahan data numrik, sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit, bukannya sebagi bilangan, sehingga insrtuksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.

2. Perpindahan data ( data movement)

Berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O.untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan operasi-operasi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan.

3. Penyimpanan data ( data storage)

Berisi instruksi-instruksi penyimpanan ke memori, instruksi penyimpanan sangat penting dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakanpenyimpanan walaupun sementara

4. Control aliran program ( program flow control)

Berisi instruksi pengontrolan operasi dan pencabangan, instruksi ini berguna untuk pengontrolan status dan mengoperasikan pencabangan ke set instruksi lain.

DAFTAR PUSTAKA

https://degokers.wordpress.com/2012/11/11/organisasi-komputer-dasar-dan-arsitektur/

https://pratinjaublog.wordpress.com/2016/02/29/karakteristik-set-instruksi/

http://workedham.blogspot.com/2015/12/set-instruksi_9.html?m=1

http://syahrirmdn.blogspot.com/2014/11/makalah-set-instruksi.html