SET
INSTRUKSI
Set instruksi
terdiri dari instruksi arimatika dan logika, instruksi transfer data, instruksi
input/output, instruksi cabang, dan instruksi control. Semua mikroposesor
mendukung hampir semua tipe instruksi tersebut, tetapi serangkaian instruksi
sangat bervariasi dari mikroprosesor ke mikroprosesor lainnta, seperti dalam
format instruksi. Setiap pembuar mikroprosesor akan menyediakan pemakai dengan
daftar berbagai variasi instruks yang ada dan formatnya.
Instruksi-instruksi dibuat dengan
(penggabungan) angka byte. Bagian dari instruksi yang menentukan apa yang
disebut dengan operation code (opcode). Bagian dari instruksi yang berisi
informasi, data, atau alamat yang diperlukan untuk kelengkapan suatu pembuatan
instruksi disebut dengan operand. Instruksi-instruksi mungkin bervariasi
panjangnya, tetapi masing-masing mempunyai format yang samal opcode selalu
diikuti dengan satu operand atau lebih. Instruksi yang memerlukan lebih dari
suatu operand disebut dengan instruksi multi-operand. Untuk memberikan lokasi
dan pemasukkan suatu operand, mikroprosesor akan menggunakan satu dari berbagai
addressing mode yang ada.
Jika setiap instruksi diulang
seperti pola bit, maka memungkinkan untuk memprogram mikroprosesor dengan
emnuliskan kode biner dari setiap instruksi. Ini disebut dengan machine
language programming. Secara jelas, bahwa proses ini memerlukan waktu,
cenderung mempunyai kesalhan , dan tidak bisa diharapkan untuk sejumlah besar
instruksi. Namun demikian, biasanya suatu alternative penekatan pemoregaman
tingkat rendah, yang disebut dengan assembly language programming, telah
digunakan. Dalam assembly language, setiap instruksi bahasa mesin ditunjukkan
dengan symbol yang disebut dengan mnemonic, bukannya dengan pola bit. Translasi
one to one antara instruksi bersimbol tersebut dengan assembler. Ada dua tipe
dari assembler, yaitu sel-assembler, yang berjalan pada mikrokomputer untuk
membuat kode bahasa mesin, dan cross-assembler, yang berjalan pada komputer
yang berbeda dengan yang pertama deimana kode mesin yang membuat akan dibuat.
JENIS-JENIS INSTRUKSI
Instruksi Aritmatika. Instruksi ini
menyediakan untuk manipulasi data aritmatika. Instruksi khusus daam jenis ini
adalah ADD, ADDWITH CARRY, COMPLEMENT 1dan2, dan MULTIPLY dan DEVIDE. Opcode
pada masing-masing instruksi tersebut diikuti, biasanya dengan alamat sumber
dan tjuan register dimana operand yang berhubungan dengan instruksi yang
disimpan. Misalnya, intruski INCREMENT akan meningkatkan dengan 1 isi sumber
register dan menyimpan hasil dalam register tujuan. Demikian juga, instruksi
COMPLEMENT 2 akan mengurangi isi sumer register dari 2 (dimana n merupakan
panjang kata) dan menempatkan hasilnya ke dalam register tujuan.
Instruksi Logika. Jenis instruksi
ini menyediakan manipulasi untuk data logika. Instruksi khusus jenis ini adalah
AND,OR,XOR,NOT,ROTATE,SHIFT, dan COMPARE. Format dari instruksi ini sama dengan
instruksi aritmatika. Misalnya, insruksi AND akan secara logika AND (bit demi
bit) isi sumber tujuan register dan menyimpan hasilnya dalam register tujuan.
Instruksi ROTATE-LEFT n BITS akan memutasr isi register tujuan kepada sebelah
kiri dengan bit n dan menyimpan hasilnya kembali dalam register tujuan. Bit
terlahir yang diputar akan diperoleh dalam bit flag carry dari register status
. Perbedaan antara instruksi ROTATE dan SHIFT dalam gambar dibawah ini.
Instruksi COMPARE akan menetukan (dengan pengurangan) apakah isi register
tujuan lebih besar atau sama atau kurang dari register sumber dan mengatur
status flag yang semestinya untuk merefleks hasilnya.
Instruksi input/output. Jenis ii menyediakan
untuk mentrasfer informasi antara MPU dan port input atau output. Instruksi ini
secara khusus mencakup input data dan output data dan operasi data bus selama
I/O.
Instruksi cabang. Menunjukkan suatu
bagian penting dari serangkaian instruksi. Instruksi ini menyediakan pemakai
dengan arti memberikan alternative srangkaian yang normal dari pembuatan
instruksi, kemungkinan sebagai hasil dari mekanisme pembuatan keputusan,
Instruksi cabang secara khusus merupakan lompatan kondisioanl dan nonkondisional,
instruksi rutin, dan interupsi perangkat lunak.
Instruksi control. Mencakup
instruksi interupsi, no operation (NOP), dan HLAT atau (WAIT). Interup
hardware, merupakan kebalikan dari interp software, tidak disebebkan olen
intruksiprogram tetapi oleh bagian yang memerlukan komunikasi dengan MPU. Jikan
terjadi interup, maka cabang mikroprosesor kan keluar dari program dan
memasukkan subrutin yang khusus ditulis untuk menangani adanya interup.
Teknik Pengalamatan
1. Immediate Addressing
(Pengalamatan Segera)
- Pengalamatan yang paling
sederhana.
- 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
:
a.
Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang
diperlukan untuk memperoleh operand
b.
Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat
Kekurangan
:
a.
Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field
Contoh
:
ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator
ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator
2. Direct
Addressing (Pengalamatan Langsung)
- Teknik ini banyak digunakan
pada komputer lama dan komputer kecil
- Hanya memerlukan sebuah
referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus
Kelebihan
:
a.
Field alamat berisi efektif address sebuah operand
Kekurangan
:
a.
Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya
lebih kecil dibandingkan panjang word
Contoh
:
ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator
ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator
3. Indirect Addressing
(Pengalamatan tak langsung)
Merupakan mode pengalamatan tak langsung
Merupakan mode pengalamatan tak langsung
- Field alamat mengacu pada
alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat
operand yang panjang
Kelebihan
:
a.
Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat
yang dapat referensi
Kekurangan
:
b.
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
ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator
4. Register
addressing (Pengalamatan Register)
- Metode pengalamatan register
mirip dengan mode pengalamatan langsung
- Perbedaanya terletak pada field
alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama
- Field yang mereferensi register
memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16
register general purpose
Keuntungan
:
a.
Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak
diperlukan referensi memori.
b.
Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga
proses eksekusi akan lebih cepat.
Kerugian
:
a. Ruang alamat menjadi terbatas
5. Register indirect addressing
(Pengalamatan tak-langsung register)
Metode pengalamatan
register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung
Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register
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
6. Displacement
addressing
- Menggabungkan kemampuan
pengalamatan langsung dan pengalamatan register tidak langsung
- Mode ini mensyaratkan instruksi
memiliki dua buah field alamat, sedikitnya sebuah field yang eksplisit
- Operand berada pada alamat A
ditambahkan isi register
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
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
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
Field eksplisit bernilai A dan field imlisit mengarah pada register
7. Stack addressing
- Stack adalah array lokasi yang
linier = pushdown list = last-in-firs-out
- Stack merupakan blok lokasi
yang terbaik
- Btir ditambahkan ke puncak
stack sehingga setiap blok akan terisi secara parsial
- Yang berkaitan dengan stack
adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack
- Dua elemen teratas stack dapat
berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi
ke elemen ketiga stack
- Stack pointer tetap berada
dalam register
- Dengan demikian,
referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya
merupakan pengalamatan register tidak langsung.
Desain Set Instruksi
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang
melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah :
Ø
Kelengkapan set
instruksi
Ø
Ortogonalitas (sifat
independensi)
Ø
Kompabilitas (source
code compatibility dan object code compatibility).
Ø
Selain melibatkan
ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut :
Ø
Operation repertoire: berapa banyak dan operasi apa saja yang
disediakan, banyaknya alamat, dsb.
Ø
Data types: tipe/jenis data yang dapat olah instruction format:
panjangnya, banyak alamat, dsb.
Ø
Register: banyaknya register yang dapat digunakan.
Ø
Addressing: mode pengalamatan untuk operand.
Ø
Format instruksi
Ø
Suatu instruksi
terdiri dari beberapa field yang sesuai
dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering
disebut sebagai Format Instruksi (Instruction
Format).
DAFTAR PUSTAKA
Soeparlan,
Soepono. 1995. Pengantar Organisasi Komputer . Jakarta. Penerbit Gunadarma
Tidak ada komentar:
Posting Komentar