Set
instruksi
Set
Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction
Set Architecture (ISA)) didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang
dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data
yang didukung, jenis instruksi yang
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.
ISA
kadang-kadang digunakan untuk membedakan kumpulan karakteristik yang disebut di
atas dengan mikroarsitektur prosesor, yang merupakan kumpulan teknik desain
prosesor untuk mengimplementasikan set instruksi (mencakup microcode,
pipeline, sistem cache,
manajemen daya,
dan lainnya). Komputer-komputer dengan mikroarsitektur
berbeda dapat saling berbagi set instruksi yang sama. Sebagai contoh, prosesor Intel Pentium dan prosesor AMD Athlon mengimplementasikan versi yang hampir identik dari
set instruksi Intel x86, tetapi jika ditinjau dari desain internalnya,
perbedaannya sangat radikal. Konsep ini dapat diperluas untuk ISA-ISA yang unik
seperti TIMI yang terdapat dalam IBM System/38
dan IBM IAS/400.
TIMI merupakan sebuah ISA yang diimplementasikan sebagai perangkat lunak level
rendah yang berfungsi sebagai mesin virtual. TIMI didesain untuk meningkatkan
masa hidup sebuah platform dan aplikasi yang ditulis untuknya, sehingga
mengizinkan platform tersebut agar dapat dipindahkan ke perangkat keras yang
sama sekali berbeda tanpa harus memodifikasi perangkat lunak (kecuali yang
berkaitan dengan TIMI). Hal ini membuat IBM dapat memindahkan platform AS/400 dari
arsitektur mikroprosesor CISC ke arsitektur mikroprosesor POWER tanpa harus
menulis ulang bagian-bagian dari dalam sistem operasi atau perangkat lunak yang
diasosiasikan dengannya.
Ketika
mendesain mikroarsitektur, para desainer menggunakan Register Transfer Language (RTL) untuk mendefinisikan operasi
dari setiap instruksi yang terdapat dalam ISA.
Sebuah
ISA juga dapat diemulasikan dalam bentuk perangkat lunak oleh sebuah interpreter. Karena terjadi translasi tambahan yang dibutuhkan
untuk melakukan emulasi, hal ini
memang menjadikannya lebih lambat jika dibandingkan dengan menjalankan program
secara langsung di atas perangkat keras yang mengimplementasikan ISA tersebut.
Akhir-akhir ini, banyak vendor ISA atau mikroarsitektur yang baru membuat
perangkat lunak emulator yang dapat digunakan oleh para pengembang perangkat
lunak sebelum implementasi dalam bentuk perangkat keras dirilis oleh vendor.
Daftar
ISA di bawah ini tidak dapat dikatakan komprehensif, mengingat banyaknya
arsitektur lama yang tidak digunakan lagi saat ini atau adanya ISA yang baru
dibuat oleh para desainer
Teknik / Metode 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
1.Direct Absolute(pengalamatan
langsung)
Kelebihan
- Field alamat berisi efektif address sebuah operand
- Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer ecil
- Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus
Kelemahan
- Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word Contoh: ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator
2.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
Keuntungan
Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk
memperoleh operand Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhan akan
cepat
Kekurangan
Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat
3.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
4.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 atau referensi 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.
5.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.
6.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
7.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
8.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).
9.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
REFERENSI :
http://aqwam.staff.jak-stik.ac.id/.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar