ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

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/pengoahan 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 sangatkomplek 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 :

·         Operation Repertoire

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

·         Data Types

Tipe/jenis data yang dapat olah

·         Instruction Format

Panjangnya, banyaknya alamat,dsb.

·         Register

Banyaknya register yang dapat digunakan

·         Addressing
Mode pengalamatan untuk operand

-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.

Penjelasan :

·         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

Contoh :

ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator

·         Direct Addressing (Pengalamatan Langsung)

Penjelasan :

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

Contoh :

ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator

·         Indirect Addressing (Pengalamatan tak langsung)

Penjelasan :

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

Contoh :

ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator

·         Register addressing (Pengalamatan Register)

Penjelasan :

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

·         Register indirect addressing (Pengalamatan tak-langsung register)

Penjelasan :

1.  Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung

2.  Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register

3.  Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register

4.  Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung

5.  Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak

6.  Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung

·         Displacement addressing

Penjelasan :

1.  Menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register tidak langsung

2.  Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya sebuah field yang eksplisit

3.  Operand berada pada alamat A ditambahkan isi register

4.  Tiga model displacement :-Relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah Program Counter (PC)-Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat-Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya.

5.  Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu :-Referensi register dapat eksplisit maupun implisit-Memanfaatkan konsep lokalitas memori

6.  Indexing  : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut

·          

§  Merupakan kebalikan dari mode base register

§  Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing

§  Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram iteratif

Contoh :

Field eksplisit bernilai A dan field imlisit mengarah pada register

·         Stack addressing

Penjelasan :

1.  Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-firs-out

2.  Stack merupakan blok lokasi yang terbaik

3.  Btir ditambahkan ke puncak stack sehingga setiap blok akan terisi secara parsial

4.  Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack

5.  Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack

6.  Stack pointer tetap berada dalam register

7.  Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung

Sumber 

https://anggapermana12.wordpress.com/2017/10/22/arsitektur-set-instruksi-dan-teknik-pengalamatan/

https://muhammadfikihramadhani.wordpress.com/2017/10/19/arsitektur-set-instruksi/

Organisasi Komputer Dasar

Organisasi Komputer Dasar

Fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Komputer dapat bekerja dengan baik karena komponen-komponen utama didalamnya bekerja dengan terintegrasi satu sama lain. Setiap komponen bekerja melakukan tugas yang berbedaAdapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut:

1.Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer. Contoh : keyboard 

2. Output Device (Alat Keluaran)
Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara. 

3. I/O Ports
Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.

4. CPU (Central Processing Unit)
CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer. 

5. Memori
Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan. 

6. Data Bus
Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran
menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel. 

7. Address Bus
Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. 

8. Control Bus
Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.

Fungsi komputer adalah operasi masing masing komponen sebagai bagian dari struktur
Struktur Utama Komputer

·         Struktur CPU

·         Fungsi Komputer

1.      Pemindahan Data

2.      Penyimpanan Data

3.      Pengolahan Data

4.      Kontrol

5.      Pemrosesan data dari penyimpan data ke I/O 

Contoh: printing a bank statement 

1. Fungsi Operasi Pemindahan Data

Yaitu fungsi pemindahan hasil ekesekusi suatu perintah / program ke memory penyimpanan atau output device
Contoh : Keyboard ke Screen

2. Fungsi Operasi Penyimpanan Data

Yaitu fungsi penyimpanan suatu file dari suatu input device, memory atau hasil pengolahan program ke media penyimpanan
Contoh : Download File dari Internet ke Media Penyimpanan

3. Fungsi Proses dari/ ke Unit Penyimpanan

Yaitu proses penyimpanan dan pembacaan data dari memory
Contoh : Updating bank statement

4. Fungsi Proses dari Unit Penyimpanan ke I /O

Yaitu proses pmenidahan data dari memory ke perangkat input dan output
Contoh : Printing a bank ke statement

Organisasi Komputer

Organisasi Komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem komputer, seperti teknologi hardware, sinyal kontrol, interface, teknologi memori.

Organisasi dasar dari sebuah komputer dapat ditunjukkan pada blok diagram di bawah ini :

Keterangan :

CPU mengendalikan urutan dari semua pertukaran informasi dalam komputer dan dengan dunia luar melalui unit I/O. Sedangkan unit memori terdiri dari sejumlah besar lokasi yang menyimpan program dan data yang sedang aktif digunakan CPU. Ketiga unit tersebut dihubungkan dengan berbagai macam bus.

Bus adalah sekelompok kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register-register dengan unit-unit fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul. Informasi saling dipertukarkan di antara modul dengan melalui bus.

Sumber :

https://id.scribd.com/doc/54889800/Pengertian-Arsitektur-Komputer-Dan-Organisasi-Komputer-TUGAS-1

https://indostechno.wordpress.com/2017/09/25/organisasi-komputer-dasar/