Organisasi & Arsitektur Komputer

ARSITEKTUR KOMPUTER

Arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.

Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:

1. Set instruksi (ISA)
2. Arsitektur mikro dari ISA, dan
3. Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_komputer

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.

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.

ISA yang diimplementasikan dalam bentuk perangkat keras, yaitu :

1.      Alpha AXP

2.      ARM

3.      Motorola 68k

4.      IBM POWER

5.      IBM PowerPC

6.      superH

7.      system/360

ISA yang diimplementasikan dalam bentuk perangkat lunak lalu dibuat perangkat kerasnya, yaitu:

1.      p-Code (UCSD p-System Version III on Western Digital Pascal Micro-Engine)

2.      Java virtual machine (ARM Jazelle, PicoJava)

      3.      FORTH
ISA yang tidak pernah diimplementasikan dalam bentuk perangkat keras, yaitu :

1. SECD machine
2. ALGOL Object Code

http://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi

Jenis-jenis Struktur :

1. Pengolahan data ( data processing)

Meliputi operasi-operasi aritmetika dan logika. Operasi aritmetika memiliki kemampuan komputasi untuk pengolahan data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadpa bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuanuntuk pengolahan data lain.

2. Perpindahan data ( data movement) berisi instruksi perpindahan data antar register maupun modul I/O untuk dapat diolah oleh CPU maka diperlukan instruksi-instruksi yang bertugas memindahkan data operand yang diperlukan.

3. Penyimpanan data ( data storage) berisi instruksi-instruksi penyimpan ke memori. Instruksi penyimpanan sangat penting dalam operasi komputasi, karena data tersebut akan digunakan untuk operasi berikutnya, minimal untuk ditampilkan pada layar harus diadakan penyimpanan walaupun sementara.

4. Kontrol aliran program ( program flow control) berisi instruksi pengontrolan operasi dan percabangan ke   set instruksi lain.

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

1. Kelengkapan set instruksi

2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

3. Kompatibilitas :

            - source code compatibility

            - Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagaiberikut :

a. Operation Repertoire

    Berapa banyak dan operasiapa saja yang disediakan, dan berapa sulitoperasinya

b. Data Types

    Tipe/jenis data yang dapat olah

c. Instruction Format

   Panjangnya, banyaknya alamat,dsb.

d. Register

    Banyaknya register yang dapat digunakan

e. Addressing
    Mode pengalamatan untuk operand

TEKNIK PENGALAMATAN

 Mode pengalamatan Pentium

            Pentium dilengkapi bermacam-macam mode pengalamatan untuk memudahkan bahasa-bahasa tingkat tinggi mengeksekusinya secara efisien.

Macam-macam mode pengalamatanpentium :

 Mode Immediate

-          Operand berada di dalam intruksi.

-           Operand dapat berupa data byte, word atau doubleword.

 Mode Operand Register, Yaitu operand adalah isi register.

-           Register 8 bit (AH, BH, CH, DH, AL, BL, CL, DL)

-           Register 16 bit (AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP)

-           Register 32bit (EAX, EBX, ECX, ESI, EDI, ESP, EBP)

Register 64 bit yang dibentuk dari register 32 bit secara  berpasangan.

Register 8, 16, 32 bit merupakan register untuk penggunaan umum (general purpose register).

Register 14 bit biasanyan untuk operasi floating point.

-          Register segmen (CS, DS, ES, SS, FS, GS)

-           Mode Displacement

-          Alamat efektif berisi bagian-bagian intruksin dengan displacement 8, 16, atu 32 bit.

-           Dengan segmentasi, seluruh alamat dalam intruksi mengacu ke sebuah offset di dalam segmen.

-           Dalam Pentium, mode ini digunakan untuk mereferensi variable-variabel global.

-          Mode Base

 Pengalamatan indirect yang menspesifikasi saru register 8, 16 atau 32 bit berbasis alamat efektifnya.
http://ghalankoktaviano.blogspot.com/2012/11/arsitektur-set-instruksi-tugas-ke-2.html