ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

Set instruksi (instruction set) adalah sekumpulan lengkap instruksi yang dapat dimengerti oleh sebuah CPU. Instruksinya berbentuk machine code (bahasa mesin), aslinya seluruhnya dalam bilangan biner. Untuk programmer, biasanya digunakan representasi yang lebih mudah dimengerti, yaitu bahasa yang dapat dimengerti manusia, dikenal dengan bahasa Assembly.

 Arsitektur dan Organisasi Komputer

Set instruksi (instruction set) adalah sekumpulan lengkap instruksi yang dapat dimengerti oleh sebuah CPU. KUMPULAN PERINTAH/INSTRUKSI YANG DAPAT DIMENGERTI OLEH SEBUAH CPU atau dikenal dengan sebuah kamus berisi daftar perintah apa saja yang dapat dilakukan (didukung) oleh sebuah prosesor, dan biasanya terikat dengan sebuah keluarga arsitektur prosesor tertentu (misal x86, x64)

Jenis-Jenis Instruksi

Ø  Instruksi: CISC

Complex instruction set computer (CISC) adalah sebuah dimana satu instruksi dapat mengeksekusi beberapaoperasi tinkat rendah (seperti memuat dari memori, operasi aritmatika, dan penyimpanan memori) dan/atau mampu melakukan multi-step operations atau addressing mode dalam satu instruksi.

Contoh instruksi dari arsitektur set instruksi CISC adalah : System/360 through z/Architecture, PDP-11, VAX, Motorola 68k, and x86.

Ø  Instruksi: RISC

Reduced instruction set computing (RISC), adalah strategi desain CPU didasarkan pada wawasan yang disederhanakan (sebagai lawan kompleks instruksi) dapat memberikan lebih tinggi kinerja jika kesederhanaan ini memungkinkan banyak eksekusi lebih cepat dari setiap instruksi Arsitektur dan Organisasi Komputer Set Instruksi Spesifik.

Meskipun termasuk dalam satu golongan RISC atau CISC (dari segi jenis instruksinya), atau sama-sama dalam keluarga x86 (golongan arsitekturnya); tiap prosesor bisa memiliki set instruksi spesifik yang berbeda.

Sebagai contoh, Intel Pentium dan AMD Athlon mengimplementasikan versi yang hampir identik dari instruksi x86 mengatur, namun memiliki desain internal yang berbeda secara radikal.

Elemen-elemen Instruksi

Operation Code (OPCODE) / Kode Operasi : Kerjakan ini

Source Operand Reference / Alamat Asal Operand : Terhadap isi alamat ini  

Result Operand Reference / Alamat Hasil Operand : Letakkan hasilnya di alamat ini  

Next Instruction Reference : Alamat yang berisi instruksi selanjutnya

Sebuah instruksi tidak harus memiliki semua elemen di atas, tergantung kebutuhan dan jenis instruksinya.

Semua instruksi deksekusi di dalam CPU, sebuah operasi hanya membutuhkan register sebagai tempat membaca / menyimpan operand sementara. Adakalanya juga operand disimpan di lokasi lain melalui register yang berisi alamat tempat penyimpanan tersebut (memory, cache, modul I/O).

Representasi Instruksi  

Pada bahasa mesin, setiap instruksi berbentuk pola bit biner yang unik. Agar dapat dimengerti manusia, dibuatlah representasi simbolik instruksi, biasanya berupa singkatan (disebut mnemonic). Misal ADD, SUB, LOAD. Sedangkan alamat operand direpresentasikan sebagai berikut:  ADD A,B. Ada beberapa jenis representasi instruksi, yang dibedakan oleh jumlah alamat operand yang dapat diterima oleh satu baris instruksi

Contoh Simbolik Instruksi

ADD: Add (Jumlahkan), SUB: Subtract (Kurangkan), MPY/MUL: Multiply (Kalikan), DIV: Divide (Bagi), LOAD: Load data dari register/memory , STOR: Simpan data ke register/memory, MOVE: pindahkan data dari satu tempat ke tempat lain, SHR: shift kanan data, SHL: shift kiri data dan lain-lain.

Cakupan Jenis Instruksi

Ø  Data processing: Aritmetik (ADD, SUB, dsb); Logic (AND, OR, NOT, SHR, dsb); konversi data

Ø  Data storage (memory): Transfer data (STOR, LOAD, MOVE, dsb)

Ø  Data movement: Input dan Output ke modul I/O

Ø  Program flow control: JUMP, HALT, dsb.

Teknik Pengalamatan

• Format Instruksi 3 Alamat

Bentuk umum: [OPCODE] [AH], [AO1], [AO2]

Satu alamat hasil, dua alamat operand

Misal: SUB Y, A, B - Bentuk algoritmik: Y A – B - Arti: Kurangkan Kurangkan isi Reg A dengan isi Reg B, kemudian simpan hasilnya di Reg Y.

Mengoperasikan banyak register sekaligus

Program lebih pendek

• Format Instruksi 2 Alamat

Bentuk umum: [OPCODE] [AH], [AO]

Satu alamat hasil merangkap operand, satu alamat operand

Misal: SUB Y, B - Bentuk algoritmik: Y Y – B - Arti: Kurangkan isi Reg Y dengan isi Reg B, - Bentuk algoritmik: Y Y – B - Arti: Kurangkan isi Reg Y dengan isi Reg B, kemudian simpan hasilnya di Reg Y.

Bentuk ini masih digunakan di komputer sekarang

Mengoperasikan lebih sedikit register, tapi panjang program tidak bertambah terlalu banyak

• Format Instruksi 1 Alamat

Bentuk umum: [OPCODE] [AO]

Satu alamat operand, hasil disimpan di accumulator

Misal: SUB B - Bentuk algoritmik algoritmik: AC AC – B - Arti: Kurangkan isi Acc. dengan isi Reg B, kemudian simpan hasilnya di Acc.

Hanya mengoperasikan satu register, tapi program menjadi bertambah panjang.

• Format Instruksi 0 Alamat

Bentuk umum: [OPCODE] [O]

Semua alamat operand implisit, disimpan dalam bentuk stack. Operasi yang biasanya membutuhkan 2 operand, akan mengambil isi stack paling atas dan di bawahnya

Misal: SUB

Bentuk algoritmik: S[top] <= S[top-1] – S[top]

Arti: Kurangkan isi Stack no.2 dari atas dengan isi Stack paling atas,kemudian simpan hasilnya di Stack paling atas

Ada instruksi khusus Stack: PUSH dan POP yang dapat diberi alamat

REFERENSI

http://lecturer.ukdw.ac.id/mahas/dossier/arkom_08.pdf

ORGANISASI KOMPUTER

Definisi atau pengertian organisasi komputer adalah seperangkat komponen-komponen komputer yang saling bekerja satu sama lain untuk menjalankan fungsi komputer secara keseluruhan. Seperti organisasi lainnya organisasi komputer memiliki struktur tertentu yang memiliki tugas dan wewenang tersendiri dalam rangka untuk menjalankan fungsi komputer. Komputer sendiri  merupakan sebuah perangkat elektronik dengan komponen-komponennya yang membantu manusia dalam mempermudah pekerjaan. Secara umum, organisasi komputer bekerja untuk mengolah masukan berupa data-data. Setelah itu, masukan berupa data tersebut akan diproses menjadi sebuah dile-file data, kemudian akan disimpan menjadi sebuah database besar. Untuk melakukan hal tersebut, komputer memiliki komponen-komponen yang bekerja dan saling mentransfer hasil pekerjaan dari satu komponen ke komponen lain sesuai giliran.

Struktur Komputer

Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi. Perhatikan gambar 1.2, terdapat empat struktur utama:

1.      Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja.

2.       Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data.

3.      I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

4.       System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O.

Komponen yang paling menarik namun paling kompleks adalah CPU. Struktur CPU terlihat pada gambar 1.2, dengan struktur utamanya adalah :

1.      Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara keseluruhan.

2.      Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.

3.      Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU.

4.      CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU.

Blok Diagram Organisasi Komputer

Fungsi Komponen dalam Struktur Komputer

1.      CPU

CPU sering disebut dengan otak dari sebuah computer. Setelah data dimasukkan data akan diproses dalam CPU ini. Pemrosesan ini dilakukan dengan sangat cepat sesuai dengan tingkat spesifikasi CPU. CPU juga menentukan seberapa multfungsinya computer bekerja.

2.      MEMORI

Unit memori/penyimpanan (Memory/Storage Unit) berfungsi untuk menampung data/program yang ditrerima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan kesuatu unit keluaran. Pada bagian ini terdapat dua buah memory yaitu RAM (Random Access Memory) yaitu bagian memory yang dapat melaksanakan membaca dan menulis, sedangkan ROM (Read Only Memory) yaitu bagian memory yang hanya dapat membaca tanpa bisa menulis. Memory dibagi dalam dua bagian yaitu memory utama dan cadangan.

3.      I/O PORTS
a.    I/O Ports
I/O Ports digunakan untuk mengirim atau menerima data. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini. Contoh dari I/O port adalah USB ports
b.     Input Device
Input Device berfungsi untuk menerima masukan kemudian membacanya dan diteruskan ke memory. Contoh unit masukan : keyboard, mouse, microphone, scanner.
c.        Output Unit
Output Unit berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memory. Seperti halnya pada unit masukan maka unit keluaran dikenal juga istilah peralatan keluaran (output device) dan media keluaran (output media).
Contoh unit keluaran : monitor, speaker.

4.      DATA BUS

Data Bus adalah jalur-jalur perpindahan data dalam sistem komputer. Sifatnya dua arah, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini.

5.      ADDRESS BUS
Address Bus digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

6.      CONTROL BUSS

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.

7.      PERANGKAT LUNAK

Perangkat lunak jenisnya sangat bermacam-macam. Perangkat lunak ini merupakan data-data tertentu yang di simpan di dalam computer. Perangkat lunak memiliki fungsi yang berbeda-beda karena memang diciptakan untuk kebutuhan data-data yang berbeda-beda. Secara umum fungsi utamanya, yaitu untuk melakukan tugas-tugas tertentu yang lebih spesifik sesuai dengan yang diinginkan manusia.

8.      SISTEM OPERASI

Sistem operasi dapat dikatakanmerupakan sebuah nyawa dari computer. Dengan nyawa ini, komponen-komponen lain dalam computer dapat menjalankan tugasnya.

REFERENSI

http://www.lihatdisini.com/definisi-dan-pengertian/definisi-atau-pengertian-organisasi-komputer-adalah

http://adiputra17.it.student.pens.ac.id/kelas1smt1/organ_dan_arsitektur_komputer/Buku.pdf

http://debyo.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/31390/handout4Organisasi+Komputer+Dasar.pdf