PERTEMUAN MINGGU KE-5 ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
KARAKTERISTIK DAN FUNGSI SET INSTRUKSI
Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksiinstruksi 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). 2
ELEMEN-ELEMEN DARI INSTRUKSI MESIN (SET INSTRUKSI)
Operation Code (opcode) Source Operand Reference Result Operand Reference Next instruction Reference
3
Source dan result operands dapat berupa salah Satu diantara tiga jenis berikut ini:
Main or Virtual Memory CPU Register I/O Device
4
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 :
5
Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut: 1. Operation Repertoire 2. Data Types 3. Register 4. Addressing
6
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
7
JENIS-JENIS OPERAND
Addresses Numbers Characters Logical Data
8
JENIS INSTRUKSI 1. 2. 3. 4.
Data Processing Data Storage Data Movement Control
9
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 : Menetapkan alamat memori. Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual. Mengawali pembacaan / penulisan memori
10
Operasi set instruksi untuk transfer data : MOVE STORE LOAD EXCHANGE CLEAR / RESET. SET PUSH POP
11
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 5. ABSOLUTE 2. SUBTRACT 6. NEGATIVE 3. MULTIPLY 7. DECREMENT 4. DIVIDE 8. INCREMENT Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal.
12
LOGICAL
Tindakan CPU sama dengan arithmetic Operasi set instruksi untuk operasi logical : 1. AND, OR, NOT, EXOR 2. COMPARE. 3. TEST 4. SHIFT 5. ROTATE
13
CONVERSI
Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical. Operasi set instruksi untuk conversi : 1. TRANSLATE 2. CONVERT
14
INPUT / OUPUT
Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT : 1. Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat memory mapped. 2. Mengawali perintah ke modul I/O Operasi set instruksi Input / Ouput : 1. INPUT 2. OUTPUT 3. START I/O 4. TEST I/O
15
TRANSFER CONTROL
Tindakan CPU untuk transfer control : Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return. Operasi set instruksi untuk transfer control : 1. JUMP (cabang) 6. SKIP 2. JUMP BERSYARAT 7. SKIP BERSYARAT 3. JUMP SUBRUTIN 8. HALT 4. RETURN 9. WAIT (HOLD) 5. EXECUTE 10. NO OPERATION
16
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.
17
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 : 1. Empat Alamat 2. Tiga Alamat 3. Dua Alamat 4. Satu Alamat
18
Macam-macam instruksi menurut jumlah operasi yang dispesifikasikan 1. 2. 3. 4.
O – Address Instruction 1 – Addreess Instruction. N – Address Instruction M + N – Address Instruction
19
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
20
Tabel Basic Addressing Modes Mode
Algorithm
Principal Advantage
Principal Disadvantage
Immediate
Operand = A
No memory reference
Limited operand magnitude
Direct
EA = A
Simple
Limited space
Indirect
EA = (A)
Large address space
Multiple memory references
Register
EA = R
No memory Reference
Limited space
Register Indirect
EA = (R)
Large address space
Extra memory reference
Displace-ment EA=A+(R)
flexibility
Complexity
Stack
No memory Reference
Limited applicability
EA=top of Stack
address
address
21
Gambar Addressing Mode
22
