A.
ARSITEKTUR
SET INTRUKSI
arsitektur set
instruks atau Instruction Set Architecture (ISA) adalah 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).
Elemen elemen dari
intruksi mesin(set intruksi) :
·
Operation Code(opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan
· Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan
· Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan
· Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya
setelah instruks yang dijalankan selesai.
· Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan
· Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan
· Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya
setelah instruks yang dijalankan selesai.
Jenis
jenis intruksi :
Data
procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions
2. Data storage: Memory instructions
3. Data Movement: I/O instructions
4. Control: Test and branch instructions
2. Data storage: Memory instructions
3. Data Movement: I/O instructions
4. Control: Test and branch instructions
MODE
PENGALAMATAN
Pentium
dilengkapi bermacam-macam mode pengalamatan untuk memudahkan bahasa-bahasa
tingkat tinggi
mengeksekusinya secara efisien.
Macam-macam mode pengalamatanpentium :
ž Mode Immediate
ð Operand berada di dalam intruksi.
ð Operand dapat berupa data byte, word atau doubleword.
ž Mode Operand Register
yaitu operand adalah isi register.
ð Register 8 bit (AH, BH, CH, DH, AL, BL, CL, DL)
ð Register 16 bit (AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP)
ð Register 32bit (EAX, EBX, ECX, ESI, EDI, ESP, EBP)
ð Register 64 bit yang dibentuk dari register 32 bit secara berpasangan.
4
ð Register 8, 16, 32 bit merupakan register untuk penggunaan umum (general purpose register).
ð Register 14 bit biasanyan untuk operasi floating point.
ð Register segmen (CS, DS, ES, SS, FS, GS)
ž Mode Displacement
ð alamat efektif berisi bagian-bagian intruksin dengan displacement 8, 16, atu 32 bit.
ð dengan segmentasi, seluruh alamat dalam intruksi mengacu ke sebuah offset di dalam segmen.
ð dalam Pentium, mode ini digunakan untuk mereferensi variable-variabel global.
ž Mode Base
ð pengalamatan indirect yang menspesifikasi saru register 8, 16 atau 32 bit berbasis alamat efektifnya.
mengeksekusinya secara efisien.
Macam-macam mode pengalamatanpentium :
ž Mode Immediate
ð Operand berada di dalam intruksi.
ð Operand dapat berupa data byte, word atau doubleword.
ž Mode Operand Register
yaitu operand adalah isi register.
ð Register 8 bit (AH, BH, CH, DH, AL, BL, CL, DL)
ð Register 16 bit (AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP)
ð Register 32bit (EAX, EBX, ECX, ESI, EDI, ESP, EBP)
ð Register 64 bit yang dibentuk dari register 32 bit secara berpasangan.
4
ð Register 8, 16, 32 bit merupakan register untuk penggunaan umum (general purpose register).
ð Register 14 bit biasanyan untuk operasi floating point.
ð Register segmen (CS, DS, ES, SS, FS, GS)
ž Mode Displacement
ð alamat efektif berisi bagian-bagian intruksin dengan displacement 8, 16, atu 32 bit.
ð dengan segmentasi, seluruh alamat dalam intruksi mengacu ke sebuah offset di dalam segmen.
ð dalam Pentium, mode ini digunakan untuk mereferensi variable-variabel global.
ž Mode Base
ð pengalamatan indirect yang menspesifikasi saru register 8, 16 atau 32 bit berbasis alamat efektifnya.
DESAIN
SET INTRUKSI
set
instrusksi adalah Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat
dijalankan oleh CPU. 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).
Setiap set instruksi yang diberikan dapat diimplementasikan dalam berbagai
cara. Semua cara melaksanakan instruksi set yang sama memberikan model
pemrograman ,dan mereka semua mampu menjalankan executable biner yang sama.
Ketika merancang mikroarsitektur prosesor, insinyur menggunakan blok dari
"terprogram" elektronik sirkuit (sering dirancang secara terpisah)
seperti penambah, multiplexer, counter, register, ALU dll Beberapa jenis bahasa
mentransfer mendaftar yang kemudian sering digunakan untuk menggambarkan
decoding dan urutan setiap instruksi dari ISA menggunakan mikroarsitektur
fisik.
B. CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT)
SISTEM
BUS
Inti
sebuah Motherboard (chipset) adalah beberapa bus yang menghantarkan sinyal
antar masing – masing komponen. Bus dapat disebut sebagai lintasan umum/bersama
yang digunakan untuk transfer data. Untuk komunikasi data, jalur ini dapat juga
untuk komunikasi dua buah komputer ataulebih. Prosesor, memori utama, dan
perangkat I/O dapat dinterkoneksikan dengan menggunakan bus bersama yang fungsi
utamanya adalah menyediakan jalur komonikasi untuk transfer data. Bus tersebut
menyediakan jalur yang diperlukan untuk mendukung interrupt dan arbitrasi.
Protokol bus adalah setaturan yang mengatur kelakuan berbagai perangkat yang
terhubung ke busya itu kapan harus meletakkan informasi je dalam bus,
menyatakan sinyal kontro,dan lain sebagainya.Jalur bus yang digunakan untuk
mentransfer data dapat dikelompokkanmenjadi tiga tipe, yaitu jalur data,
alamat, dan kontrol. Sinyal kontrol menetapkan apakah operasi baca tulis yang
dilakukan. Biasanya digunakan jalurR/W tunggal. Jalur tersebut menetapkan Read
pada saat diset 1 dan Write pada saat diset 0. apabila dimungkinkan menggunakan
beberapa ukuran operand seperti byte, word, atau long word, maka ukuran data
yang diminta juga di indikasikan.Sinyal kontrol bus juga membawa
informasi timing. Sinyal tersebut menetapkan waktu kapan prosesor dan perangkat
I/O dapat meletakkan bus atau menerima data dari bus. Skema telah ditemukan
untuk transfer data melalui bus dapat dikalsifikasikan sebagai skema
synchronous dan asynchronous.Dalam setiap operasi transfer data, suatu perangkat
memainkan peranan sebagai master, ini adalah perangkat yang menganisiasi
transfer data dengan mengeluarkan perintah baca atau tulis.Berikut ini beberapa
bus dalam komputer :
BUS
ABRITASI
Bus
arbitrasi adalah proses memilih perangkat berikutnya sebagai busmaster
(perangkat yang diijinkan untuk menganisiasi data pada bus setiap saat)dan
mentransfer bus mastership kepada perangkat tersebut, bus arbiter dapatberupa
prosesor atau unit terpisah yang terhubung ke bus. Terdapat duapendekatan yang
dapat diterapkan untuk bus arbitrasi. Pertama, CentralizedArbitration merupakan
suatu bus arbital tunggal melakukan arbitration yang diperlukan. Kedua,
distibuted arbitration yakni semua perangkat berpartisipasidalam pemilihan bus
master berikutnya. Distributed arbitration berarti semuaperangkat yang menunggu
untuk menggunakan bus tersebut memiliki tanggung jawab setara dalam
melaksanakan proses arbitrasi.
BUS
PROSESOR
Bus
Proesor adalah bus yang diidentifikasikan oleh sinyal pada sinyal chipprosesor
tersebut. Perangkat yang memerlukan koneksi dengan cepat dengan kecepatan
sangat tinggi ke prosesor, seperti main memory dapat dihubungkan langsung ke
bus ini. Motherboard biasanya menyediakan bus lain yang lebih banyak perangkat.
Dua bus dapat diinterkoneksikan oleh satu sirkuit yaitu bridge yang
mentranslasikan sinyal dan protokol satu bus menjadi lainnya.Struktur bus
terikat erat dengan arsitektur prosesor, serta juga tergantung pada
karakteristik chip prosesor. IBM mengembangkan suatu bus yang disebut ISA
(Industry Standart Architecture) untuk PC yang pada saat itu dikenal sebagaiPC
AT. Popularitas tersebut mendorong produsen lain untuk membuat antarmuka ISA-compatible
untuk perangkat I/O sehingga menjadikan ISA standar defact.Beberapa standar
telah berkembang melui usaha kerja sama industrial,bahkan diantara perusahaan
pesaing dikarenakan keinginan bersama dalammemilki produk yang kompatibel. Pada
beberapa kasus organisai seperti IEEE(Institute of Electrical and Electrinic
Enginers), ANSI (American National StandartInstitute), atau badan internasional
seperti ISO (Internasional StandardsOrganization) telah menyetujui standar
tersebut dan memberinya status resmi. Tiga standar bus yang digunakan secara
luas yaitu PCI (PeripheralComputer Interconnect), SCSI (Small Compter System
Interface), dan USB(Universal Serial Bus).
ALU
(ARITHMETIC LOGIC UNIT)
merupakan
bagian computer yang berfungsi membentuk operasi-operasi aritmatika dan logic
terhadap data. Semua elemen lain system computer, control Hand Out Arsitektur
Komputer, TI 1,2,3,4,Malam 5unit, register, memori, I/O berfungsi terutama
untuk membawa data ke ALU untuk selanjutnya diproses dan kemudian mengambil
kembali hasilnya.ALU dan seluruh komponen elektronik dalam computer didasarkan
pada penggunaan perangkat logic digital sederhana yang dapat menyimpan
digit-digit biner dan membentuk operasi logic Boolean sederhana. Data diberikan
ke ALU dalam register, dan hasil operasinya disimpan didalam register.
Register-register ini lokasi penyimpanan sementara di CPU yang dihubungkan ke
ALU dengan menggunakan lintasan sinyal. ALU juga akan menyetel flag sebagai
hasil dari suatu operasi. Misalnya overflow flag distel 1 bila hasil komputasi
melampaui panjang register tempat flag disimpan. Control Unit menghasilkan
sinyal yang akan mengontrol operasi ALU, dan pemindahan data ke ALU atau dari
ALU. Semua operasi perhitungan dan operasi logic dilakukan di dalam ALU.
Tugas
ALU adalah :
1.Bertugas
membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
2. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya
3. ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri
2. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya
3. ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri
Daftar pustaka :
http://ocw.gunadarma.ac.id/course/industrial-technology/program-of-electronics-engineering-study-2013-s1/arsitektur-komputer/arsitektur-set-instruksi