Arsitektur Set Instruksi

            Set Instruksi adalah kumpulan dari beberapa instruksi-instruksi yang berbeda, dan dapat dijalankan oleh CPU sebagai pemroses instruksi. Instruksi ini sering disebut dengan instruksi mesin (machine instructions) atau instruksi computer. Arsitektur dari set instruksi ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi apa yang dipakai, jenis register, mode atau teknik pengalamatan, arsitektur memori penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).

Elemen-elemen dari Set Instruksi

a.       Opcode (Operation Code) : Digunakan untuk menentukan operasi yang akan dilaksanakan

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

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

d.  Next Instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

Jenis-jenis Instruksi

a.      Pengolahan Data (Data Processing)

Meliputi instruksi-instruksi aritmatika dan logika. Instruksi aritmatika digunakan untuk mengolah data berupa angka (numeric), sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit bukan sebagai bilangan. Instruksi-instruksi tersebut dilakukan terutama untuk data deregister CPU.

b.      Penyimpanan Data (Data Storage)

Instruksi memori beroperasi didalam penyimpanan data. Instruksi ini dibutuhkan untuk memindahkan data yang terdapat dimemori dan register.

c.       Perpindahan Data (Data Movement)

Instruksi I/O beroperasi pada perpindahan data karena instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan dan mengembalikan program dan data hasil komputasi kepada pengguna

d.      Kontrol (Control)

Berisi instruksi pemeriksaan dan percabangan. Intruksi-instruksi ini digunakan untuk memeriksa nilai data, status komputasi dan mencabangkan ke set instruksi lain.

Teknik Pengalamatan

Sebuah teknik pengalamatan menentukan bagaimana menghitung alamat memori yang efektif dari operand atau nilai yang akan diproses dengan menggunakan informasi yang diadakan di register dan atau konstanta yang terkandung dalam instruksi mesin.

Jenis-jenis metode teknik pengalamatan antara lain:

1.      Pengalamatan Langsung (Direct Addressing)

Dalam metode pengalamatan ini, data akan disalin pada register dan suatu alamat efektif. Nilai yang akan dipakai diambil langsung dalam alamat memori lain. Metode ini cukup cepat karena disimpan dalam RAM internal.

           Keuntungan:

·       Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus

·         Metode ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil

·         Field alamat berisi efektif address sebuah operand

Kekurangan:

·   Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field alamat. Karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan dengan bilangan.

2.      Pengalamatan Segera (Immediate Addressing)

Metode ini sangat umum dipakai karena tidak diperlukan pengambilan nilai dari alamat lain untuk disimpan karena data/nilai langsung diproses kedalam register tujuan

           Keuntungan:

·      Menghemat siklus instruksi sehingga proses akan lebih cepat

·     Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand

Kekurangan:

·     Pembatasan nilai bilangan oleh ukuran field alamat

3.      Pengalamatan Tidak Langsung (Indirect Addressing)

Metode pengalamatan ini sangat berguna karena, dapat memberikan keleluasaan dalam mengalamati suatu harga. Metode indirect addressing selalu merujuk pada RAM internal dan tidak pernah merujuk pada SFR.

            Keuntungan:

·    Field alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi

Kekurangan:

·     Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch atau data yang diambil sehingga memperlambat proses operasi.

Desain Set Instruksi

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat kompleks dan melibatkan banyak aspek,diantaranya adalah:

1.      Kelengkapan set instruksi

2.      Kompatibilitas:

-         Source code compatibility

     Artinya sebuah program dapat berjalan dalam komputer (atau sistem operasi), secara independen dari kompatibilitas kode biner dan Source code dibutuhkan untuk kemudahan pembawaan

-         Object code compatibility

     Suatu kode yang dihasilkan oleh suatu proses kompilasi yang bisa bermacam-macam bentuknya tergantung pada target yang diinginkan

3.      Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

4.      Operation Repertoire, Berapa banyak operasi dan apa saja yang disediakan dan tingkat kesulitan operasinya.

5.      Data Types, tipe atau jenis data yang dapat diolah

6.      Register, banyaknya register yang dapat digunakan

7.      Instruction Format, panjangnya, banyaknya alamat.

8.      Addressing, mode pengalamatan untuk operand

Sumber:

https://www.slideshare.net/rikahariany/arsitektur-set-instruksi-dan-cpu

https://www.yumpu.com/id/document/view/17603099/arsitektur-set-instruksi

http://amrixse7en.blogspot.co.id/2015/01/pengertian-tentang-immediate-addressing.html