Pertemuan Ke-7 INSTRUCTION SET

Arsitektur Dan Organisasi Komputer

Teknik Informatika UMB

Pertemuan Ke-7 INSTRUCTION SET A. What is an instruction set? •

The complete collection of instructions that are understood by a CPU

•

Machine Code

•

Binary

•

Usually represented by assembly codes

B. Komponents of an Instruction •

Operation code (Op code) –

•

Source Operand reference –

•

To this

Result Operand reference –

•

Do this

Put the answer here

Next Instruction Reference –

When you have done that, do this...

C. Where have all the Operands gone? •

Main memory (or virtual memory/cache)

•

CPU register

•

I/Odevice

Gambar 7.1 Instruction Cycle State Diagram

Tri Daryanto, S.Kom, MT

48



D. Komponen-Komponen Central Processing Unit (CPU)

Gambar 7.2 Komponen-komponen dari Struktur CPU

Fungsi dari masing-masing komponen adalah sebagai berikut: 1. Control Unit (CU) berfungsi sebagai penegendali dari semua komponen yang terdapt oleh CPU, seperti penjadwalan kerja dan sinkronisai antar Komponen. 2. Instruction Register (IR) berfungsi sebagai penerjemah set instruksi apakah didalamnya merupakan sebuah instruksi atau hanya sebuah data. IR berfungsi juga untuk memberitahu prosedur proses kepada control unit untuk menyiapkan komponen-komponen yang dibutuh dalam pelaksanaan proses yang akan dilakukan. 3. Program Counter (PC) berrfungsi sebagai urutan pengambilan Instruski set yang terdapat dalam Main Memory 4. Memory

Address

Register

(MAR)

berfungsi

sebagai

komponen

yang

diperintahkan oleh IR dan control Unit untuk mencari alamat dalam sebuah Main Memory 5. Memory

Buffer

Register

(MBR)

berfungsi

sebagai

kompponen

yang

diperintahkan oleh IR dan CU untuk membaca dan menulis data pada Main Memory.


49



6. ALU (Arithmatic Logic Unit) adalah komponen atau bagian yang berfungsi melakukan proses logika maupun Aritmatika dalam hal ini penjumlahan dan pengurangan dari data yang sudah di ambil oleh MBR dari Main Memory. 7. Register adalah komponen sebagai tempat penyimpanan memory sementara di dalam CPU, dimana masing-masing register memiliki pekerjaan penyimpanan data masing-masing. Salah satunya adalah Akumultaor yang merupakan Register yang paling di gunakan.

E. Instruction Representation •

In machine code each instruction has a unique bit pattern

•

For human consumption (programmers) a symbolic representation is used –

•

e.g. ADD, SUB, LOAD

Operands can also be represented in this way –

ADD A,B

–

LOAD ACC,B

Gambar 7.3 Simple Instruction Format F. Format Instruksi Format instruksi dan format data perbedaannya hanya dapat dibedakan oleh register IR (instruction Register). Apabila data yang diambil dari memori tersebut adalah instruksi maka IR dapat melakukan operand fetch. Contoh coding instruksi set pada CPU 0001 = Load AC from Memory 0010 = Store AC to Memory 0101 = Add to AC from Memory

Contoh dari eksekusi program Panjang baris = 16 bit , dibagi 4 bit untuk op-code (24 jenis op-code) dan 12-bit address (212 lokasi memori). 1. Asumsikan PC (program counter) 300. isi dari lokasi 300 di ambil oleh IR 2. Empat bit pertama didalam IR mengindikasikan isi alamat yang ditunjuk IR, isi pada alamt tersebut di taruh di AC 3. PC menambah 1 bit instruksi


50



4. Isi awal AC di tambahkan dengan alamat yang di tunjuk 5. PC menambahkan 1 bit instruksi 6. Isi pada AC di taruh pada alamat yang di tunjuk Proses alur eksekusi dapat dilihat pada alur eksekusi Hypotical Mechine yang terlihat pada Gambar 7.4

Gambar 7.4 Eksekusi dalam Hypothetical machine

Contoh instruksi format menggunakan proses Mikroskopic Program Pada kasus eksekusi format instruksi dari memori ke memori. ADD

A,B


51

Arsitektur Dan Organisasi Komputer 0

7 8

19 20

“ADD”

“A”

Op-Code


address of op-1 (12 bit)

“B”

address of op-2 (12 bit)

Langkah instruksi, Microscopic view

Menganalisa eksekusi ADD A,B

. Instruksi Fecth :

MAR

[PC]

Read (fetch instruksi, wait) IR

. Operand Fetch :

MAR

[MBR]

[Addr-op-1-IR]

Read (operand-1, wait) ALU1 MAR

[MBR] [Addr-op-2-IR]

Read (operand-2, wait) ALU2

.Arithmetic

[MBR]

ADD MAR

[Addr-op-1-IR]

MBR

[ALU3]

Write

G. Tipe-Tipe Instruksi •

Data processing

•

Data storage (main memory)

•

Data movement (I/O)

•

Program flow control


52



H. Number of Addresses •

•

3 addresses –

Operand 1, Operand 2, Result

–

a = b + c;

–

May be a forth - next instruction (usually implicit)

–

Not common

–

Needs very long words to hold everything

2 addresses –

One address doubles as operand and result

–

a=a+b

–

Reduces length of instruction

–

Requires some extra work •

•

•

Temporary storage to hold some results

1 address –

Implicit second address

–

Usually a register (accumulator)

–

Common on early machines

0 (zero) addresses –

All addresses implicit

–

Uses a stack

–

e.g. push a

–

push b

–

add

–

pop c

–

c=a+b

I. Tehnik pengalamatan Tehnik-tehnik pengalamatan yang ada adalah: Immediate, direct, indirect, register, register indirect, displacement, stack


53



Operand

A

Instruction

Instruction Memory

(a) LDA #100

Operan

(b) Direct LDA A

R

A Instruction

Instruction

Memory (address) Memory location

Op-code

Instruction

Registers

R1

Operan

R

(d) Register MOV R1 A

Instruction

Memory

Memory

Registers

R1

⊕

Ri (base addr.) Ri (address)

R

R

Ri Ri

Registers

Operand

Operand Rn

(e) Register Indirect LDA (R1)


Rn

(f) Displacement LDA 100(R1)

54



Implicit Top of Stack (g) Stack

Stack addressing Beberapa Contoh Mode pengalamatan 1. Immediate : ADD #100; add 100 to Accum. 2. Direct:

ADD A; add content of addr. A to accumulator

3. Indirect :ADD

@A; content of location A is address of operand add content

of loc. with that address to accum. 4. Register Direct: ADD R1; add content of R1 to accumulator 5. Reg. Indirect :ADD (R1); add content of mem.Location whose addr.is in R1 to acc. 6. Alamat dengan displacement adalah “rare”, contoh yang diperlihatkan adalah sebagai berikut : ADD

1050(R1)

dimana isi alamat yang ditunjuk oleh R1 ditambahkan dengan

alamat 1050 7. Didadalam

dua alamat instruksi contohnya adalah sebagai berikut :

ADD 1050(R1), R2 dimana alat dasar berada pad R1 dan di jumlahkan dengan alamat 1050

Latihan: 1. Buat Microspic View Program untuk script instruksi assembler berikut ini: a. DIV A,B b. Store A c. MOV R1, R2


55

Pertemuan Ke-7 INSTRUCTION SET

Recommend Documents