K-4 Arsitektur Komputer

Arsitektur Komputer
“Instruksi Set Arsitektur”
Kurniawan Teguh Martono
Sistem Komputer UNDIP
Pendahuluan




Instruksi  Bahasa yang digunakan untuk memerintahkan
obyek untuk beraksi.
Instruksi set arsitektur  kumpulan susunan perintah
Karena bicara mengenai komputer maka ISA merupakan
bahasa yang digunakan untuk memerintah mesin untuk
dapat melakukan operasi
Sehingga :

Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi yang dilaksanakan
atau dijalankan
Jenis Intruksi

CISC, Complex Instruction Set Computer


Sebuah arsitektur dari set instruksi komputer dimana setiap
instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah,
seperti pengambilan dari memori, operasi aritmetika, dan
penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di
dalam sebuah instruksi
RICS, Reduce Instruction Set Computer

Rancangan arsitektur CPU yang mengambil dasar filosofi bahwa
prosesor dibuat dengan arsitektur yang tidak rumit dengan
membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang
diperlukan saja.
Instruksi Set Architecture

Harus memiliki spesifikasi

Format instruksinya





Dalam berapa bit panjang instruksinya?
Lokasi operand dan result
Data type dan size
Operation
Kondisi
Diagram eksekusi Intruksi Set Arsitektur
Instruction fetch
Instruction Decode
Operand Fetch
Next Instruction
Execute
Store Result
Basic ISA class

Load and Store



Operasi Logika





And / or
Negation
Shift
Operasi Aritmatik


Load dari memori
Store ke Memory
Add, sub
Branch
Spesial Instruksi




Data Processing
Data Storage
Data Movement
Control
Elemen Instruksi Set

Operation Code (opcode)


Source Operand Reference


Nilai asal yang akan dioperasikan
Result Operand Reference


Nilai yang menentukan operasi satu set intruksi.
Hasil dari operasi
Next Instruction Reference
Lokasi source dan result operand



Main memory atau virtual memory
CPU Register
I/O Device
Format Instruksi


Suatu instruksi terdiri atas beberapa field yang sesuai
dengan elemen dalam instruksi tersebut.
Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format
instruksi
OPCODE
Result Reference
Operand Reference
Jenis Operand




Address
Number
Character
Logical Data
Operand disimpan?



Ingat : semua instruksi dieksekusi di dalam CPU
Sebuah operasi hanya membutuhkan register sebagai
tempat membaca dan menyimpan
Adakalanya juga operand disimpan dilokasi lain melalui
register yang berisi alamat tempat penyimpanan. (dibahas
di lain hari mode pengalamatan)
Transfer Data



Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain
Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan
Lokasi dapat berupa :




Memory
Register
Menetapkan panjang data yang dipindahkan
Menetapkan mode pengalamatan
Opcode transfer data







MOVE
STORE
LOAD
EXCHANGE
CLEAR/RESET
SET PUSH
POP
Operasi Aritmatika

Tindakan CPU :



Transfer data sebelum atau sesudah
Melakukan fungsi dalam ALU
Operasi :








ADD
SUBTRACT
MULTIPLY
DIVIDES
ABSOLUTE
NEGATIVE
DECREMENT
INCREMENT
Operasi Logika

Operasi nya :







AND
OR
NOT
EXOR
COMPARE
SHIFT
ROTATE
Input / Output

Operasi yang dilakukan




Input
Output
Start I/O
Test I/O
Transfer control


Mengupdate PC untuk Subrutin, call, return
Operasi







Jump
Jump bersyarat
Return
Skip
Halt
Wait
NOP
Penggunaan alamat dan ISA




Zero Operand
One Operand
Two Operand
Three Operand
Zero Operand
A, B, C, D, E,Y adalah register
 Misal : Y = (A - B) / (C + D x E)
 Instruksi :
PUSH A
#S[tos]A
PUSH B
#S[tos]B
SUB
#S[tos]A-B
PUSH C
#S[tos]C
PUSH D
#S[tos]D
PUSH E
#S[tos]E
MPY
#S[tos]D x E
ADD
#S[tos]C +S[tos]
DIV
#S[tos](A-B) / S[tos]
POP Y
#outS[tos]
Jadi dengan zero operand memerlukan 10 operasi

One Operand
A, B, C, D, E,Y adalah register
 Menggunakan AC (Accumulator sebagai tempat penyimpan
sementara)
 Misal : Y = (A - B) / (C + D x E)
 Instruksi :
LOAD D
MPY E
ADD C
STOR Y
LOAD A
SUB B
DIV
Y
STOR Y
Sehingga memerlukan 8 operasi

Two Operand
Menggunakan Temporary
 A, B, C, D, E, T, Y adalah register
 Program Y= (A - B) / (C + D x E)
 Instruksi :
MOVE Y, A
SUB
Y, B
MOVE T, D
MPY
T, E
ADD T, C
DIV
Y, T
Sehingga memerlukan 6 operasi

Three operand
Menggunakan Temporary
 A, B, C, D, E, T, Y adalah register
 Program Y= (A - B) / (C + D x E)
 Instruksi :
SUB Y, A, B
MPY T, D, E
ADD T, T, C
DIV Y, Y, T
Sehingga memerlukan 4 operasi

Big endian dan little endian

Big Endian :



alamat yang digunakan adalah MSB
Nilai terkecil berada di MSB
Contoh :





IBM 360/370
Motorla 68K
MIPS
SPARC
Little Endian :



Alamat yang digunakan dalah LSB
Nilai terkecil berada di LSB
Contoh :



Intel 80x86
DEC Vax
DEC Alpha
Sekian Terima kasih