Organisasi arsitektur dan komputer (tgs 2 part 2)

1.  Arsitektur Set Instruksi

1.2.  TEKNIK PENGALAMATAN

Bagian ini difokuskan untuk membahas teknik pengalamatan, yaitu cara instruksi

dalam mereferensi operand-nya. Kita mulai dengan membahas pengalamatan register.

Selanjutnya, kita akan mendeskripsikan boundary alignment (penggabungan

lingkup), metode penempatan variabel dalam memori untuk menyesuaikan diri

dengan cara sistem penyimpanan dalam mengakses data. Selebihnya dari bagian ini

digunakan untuk membahas cara paling umum yang digunakan oleh instruksi dalam

menentukan alamat memori utama. Para arsitek telah mengembangkan teknik

pengalamatan untuk mendapatkan dukungan hardware yang efisien bagi string,

array, stack, dan pemrosesan prosedur.

1.2.1.  Pengalamatan Register

Bila instruksi menentukan operand, maka operand tersebut mungkin berada di

dalarn instruksi itu sendiri, dalarn memori utama, atau dalarn sat atau beberapa

register operasional.Operand yang disimpan oleh instruksi disebut operand immediate,

seperti yang telah kita bahas sebelumnya.

Operand yang berada dalarn register disebut register operand, dan operand

yang berada di dalarn memori disebut memory operand.Pada bagian ini, kita akan

mendeskripsikan cara instruksi menentukan operand register.

1.2.2.  Boundary Alignment (penjajaran batas)

CPU dari kebanyakan komputer menetapkan alarnat memori utama sebagai

alarnat byte, bukan alarnat word. Sebaliknya, sistem penyimpanan biasanya

menggunakan alarnat word dan menyimpan dan memanggil kembali word tersebut.

Akibatnya, sistem penyimpananatau CPU memerlukanputaran (circuitry) khusus

untuk operasi byte.

1.2.3.  Pengalamatan Memori

Semua komputer mempunyai instruksi yang mereferensi memori, dan pada

bab ini kita akan mendeskripsikan beberapa teknik pengalamatan memori biasa.

Umumnya,arsitek mengembangkan teknik pengalamatan ini untuk berbagai macam

tujuan. Beberapa arsitek bertujuan agar dukungan hardware-nya efisien dalam

mengakses elemen dari array. Beberapa yang lain bertujuan memberikan dukungan

untuk menyertakan parameter. Sedangkan yang lain bertujuan agar terjadi spesifikasi

alamat yang kecil untuk menghasilkan alamat yang besar. Umumnya, teknik

pengalamatan memberikan dukungan lebih dari satu fungsi.

1.2.4.  Permasalahan Desain Pengalamatan

Para arsitek harus mempertimbangkan beberapa fasilitas pengalamatan ketika

ia merancang komputer atau farnili komputer. Kita akan membahas tiga dari fasilitas

tersebut disini, yaitu jangkauan pengalamatan, homogenitas pengalamatan, dan

efisiensi pengalamatan.

REFERENSI  :  http://elearning.gunadarma.ac.id/index.php?option=com_wrapper&Itemid=36

Organisasi arsitektur dan komputer (tgs 2 part 1)

1.  Arsitektur Set Instruksi

1.1.  JENIS INSTRUKSI

Walaupun komponen hardware membentuk basis atau dasar kemampuan

komputer,namun set instruksi hanyalah yang menentukan kompleksitas komputasional.

mesin tersebut.Oleh karena itu, ketika arsitek merancang komputer, ia akan sangat

mempertimbangkan ISA-nya. Ia memilih atau mempertimbangkan set data type, set

operasi pada data type tersebut: set teknik untuk menangani data dalam memori atau

register, dan operasi untuk .mengontrol berjalannya program - yaitu arus kontrol

logis. Lebih dari itu, bila ia telah menetapkan ISA, ia harus menentukan format

instruksi,yang menentukan bagaimana hardware akan menampilkan setiap instruksi.

Kita akan membahas format instruksi secara ringkas.

1.1.1.       Instruksi Operate

Instruksi operate menentukan operasi mesin dan oleh karenanya ia menentukan

operand untuk operasi mesin tersebut. Instruksi bisa menentukan operand secara

eksplisit ataupun implisit. Operand yang ditentukan oleh op code disebut implicit

operand(operandimplisit);ia tidak mempunyai spesiftkasi yang lain.Sebagai contoh,

instruksi CLEAR CARRY memberitahu unit kontrol untuk menghapus flag carry,

yang menyimpan bit carry dari instruksi ADD yang terakhir. Instruksi CLEAR

CARRY ini tidak mempunyai pengaruh lain, dan flag carry merupakan operand

implisit dari instruksi. Explicit operand (operand eksplisit) adalah operand yang

ditentukan oleh instruksi dalam fteld selain fteld op-code. Kebanyakan operand

ditentukan secara eksplisit.

1.1.1.1.  Instruksi Aritmetik, Logika, dan Shift

Instruksi aritmetik, logika, clan shift hampir ada pada semua komputer dan

biasanya berada dalam beberapa "flavor" (cirikhas).Disini kita akan mendeskripsikan

instruksi biasa dari ketiga kategori tersebut.

Komputer mempunyai instruksi aritmetik, seperti ADD, SUBTRAC (dengan

atau tanpa carry), MULTIPLY,dan DIVIDE untuk operasi numerik. Jika komputer

mempunyai lebih dari satu format numerik (misalnya,bilangan bulat, bilangan titik

ambang, dan bilangan BCD) atau beberapa presisi, maka ia mungkin mempunyai

instruksi yang berbeda untuk tiap jenis tersebut.

1.1.1.2. Instruksi Pemrosesan Karakter dan String

String karakter khususnya digunakan untuk memproses informasi tekstual.

Akibatnya,walaupun instruksi Boolean dan shift dapat memanipulasi string karakter,

sebagian besar komputer dilengkapi instruksi khusus untuk memanipulasi string

tersebut. Instruksi karakter meliputi MOVE CHARAClER, MOVE STRING,

COMPARE CHARAClERS, dan COMPARESTRINGS.MOVE CHARAClER

dan COMPARE CHARAClERS adalah instruksi berorientasi (didasarkan) pada

byte. Alamat memori utama dari kedua operand ini disebut source address dan

destination address.Jika dijalankan,MOVESTRING menggerakkan byte berdekatan

yang berawal pada alamat sumber ke byte berdekatan yang berawal pada alamat

tujuan.Gambar 2.10 menunjukkan bagaimana instruksi MOVESTRING ini bekerja.

COMPARE STRINGS adalah sarna, namun mengembalikan nomor karakter dari

ketidak sesuaian karakter yang pertama. Ada berbagai carn yang dilakukan oleh

berbagai komputer dalam menentukan address dan length, dan sebagian besar

arsitektur komputer akan menentukan result jika string sumber dan tujuan tumpang

tindih.

1.1.2.      Instruksi Akses Memori

1.1.2.1. Instruksi LOAD dan STORE

Kornputer dilengkapi dengan sejumlah instruksi untuk rnernuat register darl

untuk rnenyirnpan isi register ke dalam rnernori utama.Instruksi LOAD dan STORE

ini rnenentukan ukuran operand (misalnya, byte, word, atau doubleword) dan

rnenentukan jenis operasi (misalnya, LOAD POSITIVE, LOAD NEGATIVE).

Instruksi yang rnenjalankan operasi selain load, seperti LOAD POSITIVE dan

LOAD NEGATIVE, adalah instruksi operate dan juga instruksi load.

1.1.2.2.  Instruksi LOAD ADDRESS

Banyak kornputer yang dilengkapi dengan instruksi LOAD ADDRESS guna

untuk rnendapatkan alamat (address) data yang efektif atau alamat instruksi itu

sendiri. Narnun demikian, tidak seperti halnya dengan instruksi LOAD, instruksi

LOAD ADDRESS tidak rnengakses rnernori sarna sekali. Kornputer yang,

menggunakan pengalamatan base-displacement (penggantian base), yang akan

dibahas kemudian pada bab ini, juga mempunyai instruksi LOAD ADDRESS.

Programmer kemudian dapat menggunakan instruksi LOAD ADDRESS untuk

menempatkan alamat instruksi itu sendiri dalam register base.

1.1.2.3.  Instruksi Sinkronisasi Proses (Opsional)

Sistem yang digunakanuntuk berbagai tugas (eksekusidua program atau lebih

pada sekali saat) memerlukan instruksi untuk mendukung empat jenis aktivitas:

1. sinkronisasi

2. komunikasi antarproses

3. penjalanan tugas

4. penghentian tugas.

Instruksi yang akan kita bahas disini adalah instruksi sinkronisasi,karena banyak

komputer yang di dalam hardwarenya dilengkapi dengan instruksi ini. Instruksi

sinkronisasi,yang juga disebut synchronization primitives,banyak digunakan dalam

sistem pengoperasian dan oleh pemakai yang mempunyai multitasking (berbagai

tugas).

1.1.3.      Instruksi Kontrol.

Instruksi kontrol meliputi instruksi branch clan instruksi subroutine-linkage.

Lima bagian berikut ini mendeskripsikan instruksi tersebut dan teknik untuk

menentukan dan mengevaluasi branch test.

1.1.3.1. Instruksi Branch Kondisional dan Tak-kondisional

Instruksi branch umumnya menentukan satu alamat, yaitu branch address.

Branch address (alarnat cabang) adalah alarnat instruksi berikutnya yang akan

dijalankan CPU. Instruksi ini disebut branch-target instruction (instruksi target

cabang). Oleh karenanya, alarnat cabang merupakan operand dari instruksi cabang.

Untuk menjalankan instruksi cabang, unit kontrol hanya memcahkan alarnat target

cabang dan menempatkannya dalarn counter program.

1.1.3.2.  Instruksi Hubungan Subroutine

Kita telah mendeskripsikan kenapa satu prosedur mungkin akan mengakibatkan

terjadinya prosedur yang lain, dan kenapa prosedur yang kedua ini akan

mengembalikan kontrol ke calling procedure (prosedur yang pertama). Kebanyakan

komputer paling tidak dilengkapi dua instruksi hubungan subroutine (subroutinelinkage

instruction) untuk tujuan tersebut. Yang satu untuk mencabang ke prosedur

dan yang satunya untuk mengembalikan dari prosedur tersebut. Kita akan

menggunakann JSR (jump and save register) sebagai instruksi mencabang-keprosedur

biasa, dan RET (return) sebagai instruksi kembali-ke-prosedur biasa.

1.1.4.  Instruksi Jenis Lain dan Khusus

Pada bagian ini, kita akan mendeskripsikan instruksi yang tidak termasuk

dalam ketiga kategori sebelumnya. Instruksi ini meliputi instruksi I/O, interrupt,

instruksi state-swapping,dan instruksi yang mengubah tingkat kekhususan.

1.1.4.1.  Instruksi I/O

Banyak komputer yang tidak mempunyai instruksi I/O sarna sekali, dan Bagian

3.3.5 akan mendeskripsikan bagaimana komputer seperti itu menjalankan I/O. Bila

komputer mempunyai instruksi I/O, maka instruksi I/O tersebut akan menjalankan

(mengawali) signal kontrol yang mengontrol peralatan I/O. Instruksi I/O biasa

menentukan I/O device address (bilangan yang menentukan peralatan I/O) dan

menetapkan kode yang memberitahu peralatan mengenai operasi yang akan

dijalankan. Kemungkinan lain, op code dari instruksi tersebut bisa menentukan

operasi peralatan (device) tersebut. Instruksi I/O biasa meliputi INPUT, yang

membaca byte data dari peralatan yang telah ditentukan; OUTPUT, yang menulis

byte data ke peralatan yang telah ditentukan; TEST DEVICE, yang menguji kondisi

yang telah ditentukan dan bit status prosesor menurut hasil dari pengujian tersebut;

dan CONTROL DEVICE, yang menentukan operasi khusus peralatan untuk peralatan

yang akan dijalankan.

1.1.4.2.  Instruksi Khusus

Sebagian besar komputer mempunyai instruksi khusus, yang disebut privile gedinstruction(

Instruksi khusus),yang memungkinkan system software melindungi

dirinya sendiri dari manipulasi software pemakai. Sekarang, banyak komputer

personal (PC) yang juga mempunyai instruksi khusus, walaupun komputer yang

menggunakan mikroprosesor,misalnya IBM PC, tidak mempunyainya.

1.1.5.  Instruksi Vektor

Walaupun sebagian besar komputer tidak dilengkapi dengan instruksi vektor,

namun ia dapat dijumpai di super computer dan berbagai computer berkinerja tinggi,

termasuk beberapa mesinRISC. Lebih dari itu,banyak computer yang bisa ditambahi

dengan hardware vektor khusus untuk mempercepat operasi vektor dan matriks.

Karena kegunaannya terns meningkat dalam aplikasi ilmiah, kita akan

mendeskripsikan sejumlah operasi vektor biasa, matriks, dan vektor skalar secara

mendalam.

1.1.5.1.  Instruksi Vektor LOAD dan STORE

Instruksi vector LOAD dan STORE adalah saran dengan instruksi scalar LOAD

dan STORE. Perbedaannya, bahwa yang pertama tersebut menentukan langkah

vektor dan mereka memuatdan menyimpan beberapa nilai ke dalarn register vektor.

Vector register (register vektor) adalah set register yang dapat direferensi oleh

instruksi vektor secara individual atau sebagai suatu unit. Nilai yang direfrensi oleh

instruksi vektor ini terjadi pada sejumlah lokasi memori yang terpisah narnun

berkaitan.

REFERENSI  :  http://elearning.gunadarma.ac.id/index.php?option=com_wrapper&Itemid=36