Pengantar Organisasi Arsitektur Komputer

2KA24

UNIVERSITAS GUNADARMA

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat-NYA sehingga makalah ini dapat tersusun hingga selesai . Tidak lupa saya juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari pihak yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik materi maupun pikirannya.

Dan harapan saya semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, dan memperbaiki nilai saya di bidang Pengantar Organisasi Arsitektur Komputer juga untuk ke depannya dapat memperbaiki bentuk maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik lagi.

Karena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman saya, saya yakin masih banyak kekurangan dalam makalah ini, oleh karena itu saya sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Jakarta, Januari 2016

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set instruksi. Didalam komputer, instruksi dipresentasikan oleh sehimpunan bit. Himpunan bit ini dibagi menjadi beberapa bidang, dengan bidang-bidang ini berkaitan dengan elemen-elemen yang akan membuat instruksi. Layout instruksi ini dikenal sebagai bentuk instruksi. Pada sebagian besar set instruksi dapat digunaka lebih dari satu bentuk. Selama berlangsungnya eksekusi instruksi, instruksi dibaca ke dalam register instruksi yang terdapat dalam CPU. Untuk melakukan operasi yang diperlukan, CPU harus dapat mengeluarkan data dari berbagai bidang instruksi.

1.2 Rumusan Masalah

Untuk mempermudah memahami makalah yang berjudul “Reduced Instruction Set Architecture” atau Arsitektur Set Instruksi dan pembahasan tidak terlalu meluas, maka kami memberi batasan permasalahan sebagai berikut :

Definisi Arsitektur Set Instruksi
Jenis-Jenis Instruksi

3. Teknik Pengalamatan

Karakteristik Dan Fungsi Set Instruksi
Elemen-Elemen Dari Instruksi Mesin (Set Instruksi)
Desain Set Instruksi
Jenis-Jenis Operand
Transfer Data
Operasi Set Instruksi Untuk Transfer Data

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memberikan pengetahuan kepada pembaca mengenai Arsitektur Set Instruksi.

BAB II

ISI

2.1 Definisi Arsitektur Set Instruksi

Set instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer 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 komputer. ISA menentukan sifat komputasional komputer.

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

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

2.2 Jenis-Jenis Instruksi

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

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

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

d. Control / control : instruksi pemeriksaan dan percabangan

2.3 Teknik Pengalamatan

Ada 3 teknik dasar untuk pengalamatan, yaitu:

1. Pemetaan langsung (direct mapping),

Terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing).

- Pengalamatan Mutlak

Untuk teknik pengalamatan ‘alamat mutlak’ ini, tidak terlalu mempermasalahkan kunci atribut karena diminta langsung menuliskan di mana alamat record yang akan di masukkan. Jika kita menggunakan hard disk atau magnetic drum, ada dua cara dalam menentukan alamat memorinya, yaitu (1) cylinder addressing dan (2) sector addressing. Jika kita menggunakan cylinder addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari silinder (cylinder), permukaan (surface), dan record, sedangkan bila kita menggunakan sector addressing, maka kita harus menetapkan nomor-nomor dari sektor (sector), lintasan (track), dan permukaan (surface). Teknik ini mudah dalam pemetaan (pemberian) alamat memorinya. Sulitnya pada pengambilan (retrieve) data kembali, jika data yang kita masukkan banyak, kita bisa lupa di mana alamat record tertentu.

-pengalamatan relatif

Teknik ini menjadikan atribut kunci sebagai alamat memorinya, jadi, data dari NIM dijadikan bertipe numeric(integer) dan dijadikan alamat dari record yang bersangkutan. Cara ini memang sangat efektif untuk menemukan kembali record yang sudah disimpan, tetapi sangat boros penggunaan memorinya. Tentu alamat memori mulai dari 1 hingga alamat ke sekian juta tidak digunakan karena nilai dari NIM tidak ada yang kecil. Pelajari keuntungan dan kerugian lainnya.Teknik ini termasuk dalam katagori address space dependent.

2. Pencarian Tabel (directory look-up)

Teknik ini dilakukan dengan cara mengambil seluruh kunci atribut dan alamat memori yang ada dan dimasukkan ke dalam tabel tersendiri. Jadi tabel itu (misal disebut dengan tabel INDEX) hanya berisi kunci atribut (misalkan NIM) yang telah disorting (diurut) dan alamat memorinya. Jadi, sewaktu dilakukan pencarian data, tabel yang pertama dibaca adalah tabel INDEX itu, setelah ditemukan atribut kuncinya, maka data alamat yang ada di sana digunakan untuk meraih alamat record dari data (berkas/ file/ tabel) yang sebenarnya. Pencarian yang dilakukan di tabel INDEX akan lebih cepat dilakukan dengan teknik pencarian melalui binary search (dibagi dua-dua, ada di mata kuliah Struktur dan Organisasi Data 2 kelak) ketimbang dilakukan secara sequential. Nilai key field (kunci atribut) bersifat address space independent (tidak terpengaruh terhadap perubahan organisasi file-nya), yang berubah hanyalah alamat yang ada di INDEX-nya.

3. Kalkulasi (calculating).

Kalau pada teknik pencarian tabel kita harus menyediakan ruang memori untuk menyimpan tabel INDEX-nya, maka pada teknik ini tidak diperlukan hal itu. Yang dilakukan di sini adalah membuat hitungan sedemikian rupa sehingga dengan memasukkan kunci atribut record-nya, alamatnya sudah dapat diketahui. Tinggal masalahnya, bagaimana membuat hitungan dari kunci atribut itu sehingga hasilnya bisa efisien (dalam penggunaan memori) dan tidak berbenturan nilainya (menggunakan alamat yang sama).

2.4 Karakteristik Dan Fungsi Set Instruksi

Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi 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).

2.5 Elemen-Elemen Dari Instruksi Mesin (Set Instruksi)

a. Operation Code (opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan

b. Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan

c. Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan

d. Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

e. Source dan result operands dapat berupa salah satu diantara tiga jenis berikut ini:

• Main or Virtual Memory

• CPU Register

• I/O Device

2.6 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 :

- Source code compatibility

- Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :

1. Operation Repertoire : Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya

2. Data Types : tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.

3. Register : Banyaknya register yang dapat digunakan

4. Addressing : Mode pengalamatan untuk operand

2.7 Jenis-Jenis Operand

a. Addresses (akan dibahas pada addressing modes)

b. Numbers :

- Integer or fixed point

- Floating point

- Decimal (BCD)

c. Characters :

- ASCII

- EBCDIC

d. Logical Data : Bila data berbentuk binary (0 dan 1).

2.8 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

2.9 Operasi Set Instruksi Untuk Transfer Data

a. MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan

b. STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori

c. LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor

d. EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan

e. CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan

f. SET : memindahkan word 1 ke tujuan

g. PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack

h. POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dapat ditarik kesimpulan bahwa instruksi-instruksi mesin harus mampu mengolah data sebagai implementasi keinginan-keinginan kita.

Terdapat kumpulan unit set instruksi yang dapat digolongkan dalam jenis-jenisnya, yaitu :

1. Pengolahan data (data processing)

Meliputi operasi-operasi aritmatika dan logika, operasi aritmatika memiliki kemapuna komputasi untuk pengolahan data numrik, sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit, bukannya sebagi bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengolahan data lain.

2. Perpindahan data (data movement)

Berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O.untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan operasi-operasi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan.

3. Penyimpanan data (data storage)

Berisi instruksi-instruksi penyimpanan ke memori, instruksi penyimpanan sangat penting dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakanpenyimpanan walaupun sementara

4. Control aliran program (program flow control)

Berisi instruksi pengontrolan operasi dan pencabangan, instruksi ini berguna untuk pengontrolan status dan mengoperasikan pencabangan ke set instruksi lain.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.scribd.com/doc/34681874/2-SetInstruksi

http://endahajah.wordpress.com/2009/03/31/hello-world/

http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi

http://queenofharmony.blogspot.com/2011/11/arsitektur-set-instruksi.html