-
Instruction-Set Architecture (ISA) / Arsitektur Set Instruksi
ISA
meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi dengan komputer. ISA
menentukan sifat komputasional komputer.
-
Hardware-System Architecture (HSA) / Arsitektur Sistem
Hardware
HSA
berkaitan dengan sub sistem hardware utama komputer (CPU, sistem memori dan
IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.
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 ).
Defenisi
:
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:
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 diolah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat dsb.
3. 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).
Jenis-Jenis Operand
- Addresses
- Numbers :
- Integer or fixed
point
-
Floating point
- Decimal (BCD)
- Characters :
- ASCII
-
EBCDIC
- Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1
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
- 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 :
i.
Menetapkan
alamat memori.
ii.
Menjalankan
transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual.
iii.
Mengawali
pembacaan / penulisan memori
Operasi set instruksi untuk transfer
data :
- MOV : 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
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 :
- AND, OR, NOT, EXOR
- COMPARE : melakukan perbandingan logika.
- TEST : menguji kondisi tertentu.
- SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada ujung bit.
- 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 :
i.
TRANSLATE
: menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel
korespodensi.
ii.
CONVERT
: mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.
Input / Ouput
- Tindakan CPU untuk melakukan Input /Output :
i.
Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat
memory mapped.
ii.
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
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 danmemuat 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.
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.
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 :
§
Empat
Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya)
§
Tiga
Alamat (dua operand, satu hasil)
§
Dua
Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand)
§
Satu
Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan operand dan hasilnya)
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
Addressing Modes
Mode pengalamatan meliputi :
1.
Direct Addresing
Dalam mode pengalamatan direct addressing, nilai yang akan
dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain.
2.
Indirect Addresing
Mode ini pula satu-satunya
cara untuk mengakses 128 byte lebih dari RAM internal pada keluarga 8052.
3.
Immediate Addresing
Mode
pengalamatan immediate addressing
sangat umum dipakai karena nilai yang akan disimpan dalam memori langsung
mengikuti kode operasi dalam memori.
Addressing
Mode
Referensi :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar