ARSITEKTUR SET
INSTRUKSI.
Instruction Set Architecture (ISA)
didefinisikan sebagai suatu aspek dalamarsitektur komputer yang dapat dilihat
oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung,
jenis instruksiyang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur
memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).
ISA merupakan sebuah
spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan
dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu.
Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine
language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set
instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC,Motorola 68000, Sun SPARC,
DEC Alpha, dan lain-lain.
A.JENIS INSTRUKSI.
• Data Processing/Pengolahan Data:
instruksi-instruksi aritmetika dan logika.
• Data Storage/Penyimpanan Data:
instruksi-instruksi memori.
• Data Movement/Perpindahan Data:
instruksi I/O.
• Control/Kontrol: instruksi pemeriksaan
dan percabangan.
Instruksi aritmetika
(arithmetic instruction) memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric.
Sedangkan instruksi logika (logic instruction) beroperasi pada bit-bit word
sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan
terutama dilakukan untuk data di register CPU.
Instruksi-inslruksi
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.
Instruksi-instruksi
control digunakan untuk memeriksa nilai data, status komputasi dan mencabangkan
ke set instruksi lain.
B.TEKNIK PENGALAMATAN.
Metode pengalamatan
merupakan aspek dari set instruksi arsitekturdi sebagian unit pengolah
pusat(CPU) desain yang didefinisikan dalam set instruksi arsitektur dan
menentukan bagaimana bahasa mesinpetunjuk dalam arsitektur untuk
mengidentifikasi operan dari setiap instruksi.. Sebuah mode pengalamatan
menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand dengan
menggunakan informasi yang diadakan di registerdan / atau konstanta yang
terkandung dalam instruksi mesin atau di tempat lain.
Jenis-jenis metode
pengamatan
A.Direct
Absolute(pengalamatan langsung).
Hal ini membutuhkan
ruang dalam sebuah instruksi untuk cukup alamat yang besar.. Hal ini sering
tersedia di mesin CISC yang memiliki panjang instruksi variabel, seperti x86..
Beberapa mesin RISC memiliki Literal khusus Atas instruksi Load yang menempatkan
sebuah 16-bit konstan di atas setengah dari register.. Sebuah literal instruksi
ATAUdapat digunakan untuk menyisipkan 16-bit konstan di bagian bawah mendaftar
itu, sehingga alamat 32-bit kemudian dapat digunakan melalui mode pengalamatan
tidak langsung mendaftar, yang itu sendiri disediakan sebagai "base-
plus-offset "dengan offset 0.
B.Immidiate.
Bentuk pengalamatan ini
yang paling sederhana
• Operand benar-benar ada dalam
instruksi atau bagian dari instruksi = operand sama dengan field alamat
• Umumnya bilangan akan disimpan dalam
bentuk kompleent dua
• Bit paling kiri sebagai bit tanda
• Ketika operand dimuatkan ke dalam
register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data Contoh: ADD
5 ; tambahkan 5 pada akumulator.
C.Indirect register.
• Metode pengalamatan
register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung
• Perbedaannya adalah field alamat
mengacu pada alamat register.
• Letak operand berada pada memori yang
dituju oleh isi register
• Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan
register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung
Keterbatasan field
alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat
yang dapat direferensi makin banyak 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.
D.Indirect- memori.
Salah satu mode
pengalamatan yang disebutkan dalam artikel ini bisa memiliki sedikit tambahan
untuk menunjukkan pengalamatan tidak langsung, yaitu alamat dihitung
menggunakan modus beberapa sebenarnya alamat dari suatu lokasi (biasanya
lengkap kata) yang berisi alamat efektif sebenarnya. Pengalamatan tidak
langsung dapat digunakan untuk kode atau data.. Hal ini dapat membuat
pelaksanaan pointer ataureferensi atau menanganilebih mudah, dan juga dapat
membuat lebih mudah untuk memanggil subrutin yang tidak dinyatakan dialamati.
Pengalamatan tidak langsung tidak membawa hukuman performansi karena akses
memori tambahan terlibat.
Beberapa awal
minicomputer (misalnya Desember PDP-8, Data General Nova) hanya memiliki
beberapa register dan hanya rentang menangani terbatas (8 bit).Oleh karena itu
penggunaan memori tidak langsung menangani hampir satu-satunya cara merujuk ke
jumlah yang signifikan dari memori.
E.Register.
Pada beberapa komputer,
register dianggap sebagai menduduki 16 pertama 8 atau kata-kata dari memori
(misalnya ICL 1900, DEC PDP-10).. Ini berarti bahwa tidak perlu bagi yang
terpisah "Tambahkan register untuk mendaftarkan" instruksi - Anda
hanya bisa menggunakan "menambahkan memori untuk mendaftar"
instruksi. Dalam kasus model awal PDP-10, yang tidak memiliki memori cache,
Anda benar-benar dapat memuat sebuah loop dalam ketat ke dalam beberapa kata
pertama dari memori (register cepat sebenarnya), dan berjalan lebih cepat
daripada di memori inti magnetik. Kemudian model dari DEC PDP-11seri memetakan
register ke alamat di output / area input, tetapi ini ditujukan untuk
memungkinkan diagnostik terpencil. register 16-bit dipetakan ke alamat
berturut-turut byte 8-bit.
F.Index.
Indexing adalah 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-program iteratif
G.Base index.
Base index, register
yang direferensi berisi sebuah alamat memori, dan field alamat berisi
perpindahan dari alamat itu Referensi register dapat eksplisit maupun
implicit.Memanfaatkan konsep lokalitas memori
H.Base index plus
offset.
Offset biasanya nilai
16-bit masuk (walaupun 80386 diperluas ke 32 bit). Jika offset adalah nol, ini
menjadi contoh dari register pengalamatan tidak langsung, alamat efektif hanya
nilai dalam register dasar. Pada mesin RISC banyak, register 0 adalah tetap
sebesar nilai nol.. Jika register 0 digunakan sebagai register dasar, ini
menjadi sebuah contoh dari pengalamatan mutlak.. Namun, hanya sebagian kecil
dari memori dapat diakses (64 kilobyte, jika offset adalah 16 bit). 16-bit
offset mungkin tampak sangat kecil sehubungan dengan ukuran memori komputer
saat ini (yang mengapa 80386 diperluas ke 32-bit).. Ini bisa lebih buruk: IBM
System/360 mainframe hanya memiliki 12-bit unsigned offset.. Namun, prinsip
berlaku: selama rentang waktu yang singkat, sebagian besar item data program
ingin mengakses cukup dekat satu sama lain. Mode pengalamatan ini terkait erat
dengan mode pengalamatan terindeks mutlak. Contoh 1: Dalam sebuah sub rutin
programmer terutama akan tertarik dengan parameter dan variabel lokal, yang
jarang akan melebihi 64 KB, yang satu basis register (yang frame pointer) sudah
cukup. Jika rutin ini adalah metode kelas dalam bahasa berorientasi objek,
kemudian register dasar kedua diperlukan yang menunjuk pada atribut untuk objek
saat ini (ini atau diri dalam beberapa bahasa tingkat tinggi). Contoh 2: Jika
register dasar berisi alamat dari sebuah tipe komposit (record atau struktur),
offset dapat digunakan untuk memilih field dari record (catatan paling /
struktur kurang dari 32 kB).
I.Relatif.
PengalamatanRelative,
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.
C.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 sebagaiberikut :
1. Operation Repertoire
: Berapa banyak dan
operasiapa saja yang disediakan, dan berapa sulitoperasinya
2. Data Types
: tipe/jenis data yang
dapat olah
3. Instruction Format
: panjangnya, banyaknya
alamat,dsb.
4. Register:
Banyaknya register yang
dapat digunakan
5. Addressing
: Mode pengalamatan
untuk operand
2.CENTRAL PROCESSING
UNIT.
A.SISTEM BUS.
Sebuah bus biasanya
terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran
sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran
bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan
saluran control. Saluran data(data bus) adalah lintasan bagi perpindahan data
antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah
saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan
agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data
dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit.
B.ARITHMATIC LOGIC
UNIT.
ALU merupakan bagian
dari CPU yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika
berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena
bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit aritmatika dan unit logika
boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama
dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang
terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika
dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut
adder.
Tugas lain dari ALU
adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi
program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan
operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang
dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih
besar atau sama dengan (³ ).
C.CENTRAL LOGIC UNIT.
CLU pada komputer
memasukkan informasi tentang instruksi dan mengeluarkan baris kendali yang
diperlukan untuk mengaktifkan operasi-mikro yang semestinya. CLU terbentuk atas
sebuah prosesor instruksi (IP atau instruction processor) yang berfungsi untuk
mengendalikan fetch, perhitungan alamat dan siklus interupsi, kemudian prosesor
aritmatika (AP atau arithmatic processor) yang berfungsi untuk mengendalikan
siklus eksekusi bagi operasi aritmatika dan logika.
D.SET REGISTER.
Prosesor memiliki 16
register 16 bit , meskipun hanya 12 dari mereka adalah tujuan yang benar-benar
umum. Empat pertama telah mendedikasikan menggunakan :
A.r0 (alias PC) adalah
program counter ,anda bisa melompat dengan menentukan r0,dan konstanta yang diambil
langsung dari aliran instruksi menggunakan pasca-kenaikan mode pengalamatan r0.
B.r1 (alias SP) adalah
stack pointer . ini di gunakan oleh panggilan dan instruksi dorong , dan dengan
penanganan interupsi . hanya ada satu stack pointer ; MSP430 tidak memiliki
apapun yang menyerupai mode supervisor. Pointer stack selalu tidak jelas apakah
LSB bahkan diimplementasikan.
C.r2 (alias SR) adalah
register status.
D.ini didesain untuk 0.
Jika ditetapkan sebagai sumber , nilainya adalah 0. Jika ditetapkan sebagai
tujuan, nilai tersebut aka dibuang.
-CONTROL REGISTER
Adalah prosesor yang
mengubah atau mengontrol CPU atau perangkat digital lainya. Tugas dari control
register adalah untuk mengontrol setiap alamat yang ada di cpu dan untuk
switching mode pengalamatan.
E.CACHE MEMORY.
Cache berasal dari kata
cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat
menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat
menympan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data
dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila
ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat
dilakukan lebih cepat.Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki
kapasitas terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang
lebih mahal dari memori utama. Cache memori ini terletak antara register dan
RAM (memori utama) sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori
utama.
F.VIRTUAL MEMORY.
Pengertian dari Virtual
memory itu sendiri yakni memori sementara yang digunakankomputer untuk
menjalankan berbagai program aplikasi ataupun menyimpan data yang membutuhkan
memory yang lebih besar dari memory yang telah tersedia.
Program ataupun data
yang tidak muat dimasukan pada memory asli ( RAM ), akan disimpan ke dalam
sebuah Pagging File.
Fungsi Virtual Memory
ialah untuk mengoptimalkan kinerja dari komputer, dengan tambahan memory, maka
kemungkinan terjadi crash sangat kecil sekali.
Ukuran dari paging file
biasanya berbeda – beda.
Untuk ukuran paging
file linux ialah 2 kali lipat dari memory aslinya. Misalkan kita memakai memory
berkapasitas 512 MB, maka ukuran paging filenya yaitu 1 GB. Walaupun tidak
harus 2 GB, tapi untuk memaksimalkan kinerja maka sebaiknya 2 kali lipatnya.
Untuk ukuran paging
file di windows XP dan Vista Yaitu 1,5 kali dari kapasitas aslinya. Misalkan
kita menggunakan memory sebesar 1 GB, maka paging filenya sebesar 1,5 GB. Dalam
Xp maupun Vista paging file ini dinamai dengan pagefile.sys bila kita ingin
mencarinya, pasti tidak akan ketemu, karena file ini disembunyikan atau hidden
files.
SUMBER :
http://www.cosarosta.com/pengertian-dan-fungsi-virtual-memory-komputer/
http://id.wikipedia.org/wiki/Tembolok_(komputer)
http://ricky.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/21939/5+CPU.doc
http://missnuroxfordutomo.blogspot.com/2011/04/pengertian-cpu-dan-fungsinya.html
http://id.scribd.com/doc/34681874/2-Set-Instruksi
http://ismail-adhari.blogspot.com/
http://andi-granderist.blogspot.com/2012/10/tugas-organisasi-arsitektur-komputer_9734.html
http://belajar.kemdiknas.go.id/
http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi
