Arsitektur Set Instruksi

Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur computer yang dapat dilihat oleh para pemrogram.

Dua bagian utama arsitektur komputer:

1.      Instruction set architecture (ISA) / arsitektur set instruksi

     ISA meliputi spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi oleh computer. ISA menentukan sifat komputasional computer.

2.      Hardware system architecture (HSA) / arsitektur system hardware

     HAS berkaitan dengan subsistem hardware utama computer (CPU, system memori dan IO). HSA mencakup desain logis dan organisasi arus data dari subsistem.

Jenis-jenis Instruksi

·         Data processing/pengolahan data : instruksi aritmetika dan logika.

·         Data storage/penyimpanan data : instruksi-instruksi memori.

·         Data movement/perpindahan data : instruksi I/O.

·         Control/control : instruksi pemeriksaan dan percabangan.

Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan teutama untuk data di register CPU.
Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.
Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.

Desain set Instruksi

            Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat kompleks yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

1.      Kelengkapan set instruksi

2.      Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3.      Kompatibilitas :

·       source code compatibility

·       Object code Compatibility

4.        Operation Repertoire

Yaitu berapa banyak dan opera siapa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya

5.        Data Types

Yaitu tipe/jenis data yang dapat olah

6.        Instruction Format

Adalah panjangnya, banyaknya alamat,dsb.

7.        Register

Merupakan banyaknya register yang dapat digunakan

Teknik Pengalamatan

1.      Immediate Addressing

2.      Direct Addressing

3.      Indirect Addressing

4.      Register addressing

5.      Register indirect addressing

6.      Displacement addressing

7.      Stack addressing

Immediate Addressing (Pengalamatan Segera)

Adalah bentuk pengalamatan yang paling sederhana.

·         Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi

·         Operand sama dengan field alamat

·         Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua

·         Bit paling kiri sebagai bit tanda

·         Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data

Keuntungan :

·         Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand

·         Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat

·          

Kekurangan :

·         Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field

Direct Addressing (Pengalamatan Langsung)

1.      Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil

2.      Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus

Kelebihan :

·         Field alamat berisi efektif address sebuah operand

Kekurangan :

·         Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word

Indirect Addressing (Pengalamatan tak langsung)

1.      Merupakan mode pengalamatan tak langsung

2.      Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang

Kelebihan :

·         Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi

Kekurangan :

·         Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi

Register addressing (Pengalamatan Register)

1.      Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung

2.      Perbedaanya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama

3.      Field yang mereferensi register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16 register general purpose

Keuntungan :

1.      Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori

2.      Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses eksekusi akan lebih cepat

Kerugian :

·         Ruang alamat menjadi terbatas

Sumber :

http://abdi-villa.blogspot.com/2012/10/arsitektur-set-instruksi-dan-cpu.html

http://siezwoyouye.blogspot.com/2012/10/arsitektur-set-instruksi.html

https://penawikara.wordpress.com/2013/05/31/mode-pengalamatan/