BAB 2

MEMAHAMI KARAKTERISTIK SET INSTRUKSI 

Set instruksi adalah kumpulan instruksi yang dapat dijalankan oleh CPU. Pada bahasa mesin, setiap instruksi berbentuk pola bit biner. Aslinya berbentuk biner atau assembling. Agar dapat dimengerti manusia buatlah representasi simbolik yang biasa berupa singkatan numeric.

Informasi itu dituangkan dalam elemen-elemen instruksi:

·         Operation Code / Kode Operasi: menspesifikasikan operasi  yang akan dilakukan (misalnya, ADD).

·         Operasi dispesifikasikan oleh kode biner, yang dikenal sebagai kode operasi, atau opcode.

·         Source Operand Reference / Referensi Operand Sumber : operasi dapat mencakup satu atau lebih sumber, operand merupakan input bagi operasi.

·         Result Operand Reference / Reference Operand  Hasil : operasi ini dapat membuat hasil operasi.

·         Next Instruction Reference / Reference Operand Selanjutnya : elemen ini memberitahu CPU posisi instruksi berikutnya yang harus diambil setelah menyelesaikan eksekusi suatu instruksi.

Beberapa contoh simbolic instruksi dalam bahasa manusia

1.      ADD         :  (penambahan) 

2.      SUB          :  (pengurangan)

3.      LOAD       : Muatkan data dari memori

4.      INC           : (penambahan dengan satu)

5.      FLOAD    : (mengambil data dari register / CPU)

6.      STORAGE: (simpan data ke register / memory)

7.      Dll

Mnemonic                  Operand        

ADD                              R,Y

Artinya menambah secara langsung 8 bit ke dalam isi akumulator dan menyimpan  hasil di akumulator.

Operand juga dapat direpresentasikan secara simbolik                                                                                                                        

    Tipe instruksi

1.      Pengolahan data (data prosecing)

Merupakan tipe instruksi yang meliputi operasi aritmatika memiliki kumpulan komputasi untuk pengolahan data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi terhadap bit-bit word sebagai bit, bukannya sebagai bilangan, sehingga instruksi ini memiliki kemampuan untuk pengelolaan data lain.

2.      Perpindahan data (data move ment)

Merupakan tipe instruksi yang 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 di butuhkan.

 

BAB 1 STRUKTUR DAN FUNGSI CPU

CPU adalah komponen pengolah data berdasarkan yang diberikan kepadanya.

Struktur dari CPU:

1.      Arithmetic and Logic Unit, bertugas membentuk fungsi-fungsi data komputer. ALU disebut dengan mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi-instruksi  bahasa mesin yang diberikan padanya.

2.      Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya.

3.      Registers, media penyimpanan CPU yang digunakan saat proses pengolahan data yang bersifat sementara.

4.      CPU Interconnections, sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, Control Unit, Register dan juga bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran.

Tugas dari Control Unit:

1.      Mengatur dan mengembalikan alat-alat input dan output

2.      Mengambil instruksi dari memori utama

3.      Mengambil data dari memori utama

4.      Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan

5.      Menyimpan hasil proses memori utama

Masukan-masukan unit control

1.      Clock/pewaktu

Pewaktu adalah cara unit control dalam menjaga waktunya.unit control menyebabkan sebuah operasi mikro (sejumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu. Pulsa dikenal sebagai waktu siklus prosesor.

2.      Register instruksi

Opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan selama siklus instruksi.

3.      Flag

Flag ini diperlukan oleh unit control untuk menentukan status prosedur dan hasil operasi ALU sebelumnya.

4.      Sinyal control untuk mengontrol bus

Bagian bus control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyal-sinyal interupsi dan acknowledgement.

    

      Keluaran-keluaran unit control                                                                                                            Sinyal control di dalam prosesor terdiri dari dua macam:

1.      Sinyal-sinyal yang menyebabkan data dipindahkan dari register yang satu ke register lainnya.

2.      Sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi fungsi ALU tertentu.

      Register dalam CPU memiliki dua fungsi:

1.      User-visible Register

      User-visible Register adalah register yang dapat direferensikan dengan menggunakan bahasa mesin yang dieksekusi CPU. User-visible terdiri dari:

a.       General  Purpose Register

·         Digunakan untuk mode pengalamatan data.

·         Akumulator (aritmatika, Shift, Rotate).

·         Base Register(Rotate, Shift, aritmatika).

·         Couter Register (Looping).

·         Data Register (menyimpan alamat I/O device).

b.      Register Alamat

·         Digunakan untuk mode pengalamatan.

·         Segment Register (Code Segment, Data Segment, Stack Segment, Extra Segment).

·         Register Index / Stack Index, Data Index (untuk menyimpan alamat-alamat yang terindeks).

·         Stack Pointer (register yang dedicated menunjuk kebagian teratas stack).

c.       Register Data

·         Digunakan untuk menampung data.

d.      Register Kode Status Kondisi (Flag)

·         Kode yang menggambarkan hasil operasi sebelumnya.

2.      Control and Register

     Control and Register adalah register-register yang digunakan oleh unit control untuk mengontrol operasi CPU dan oleh program sistem operasi untuk mengontrol eksekusi program.

a.       Program Counter (PC)

Berisi alamat instruksi yang diambil.

b.      Instruction Register (IR)

Berisi alamat terakhir.

c.       Memory Address Register (MAR)

Berisi alamat penyimpanan dalam memori.

d.      Memory Buffer Register (MBR)

Berisi data yang dibaca dari memori.

e.       Memory Data Register (MDR)

Digunakan untuk menampung data (hasil instruksi pengiriman) dari memori utama ke CPU atau menampung data yang direkam ke memori utama dari hasil pengolahan CPU.

Fungsi CPU:

1.      Menjalankan program-program yang disimpan dalam  memori utama dengan cara mengambil instruksi – instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.

2.      Sehingga langkah- lagkah pada operasi CPU, yaitu operasi:

·         Pembacaan instruksi (fetch)

·         Pelaksanaan instruksi (execute)