Arsitektur 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).

 JENIS INSTRUKSI dalam arsitektur set instruksi antara lain :
1. Data procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions
2. Data storage: Memory instructions
3. Data Movement: I/O instructions
4. Control: Test and branch instructions

MODE PENGALAMATAN DALAM KOMPUTER

dibawah ini adalah gambar mode pengalamatan :

A. Immediate Addressing (Pengalamatan Segera)

Adalah bentuk pengalamatan yang paling sederhana.

Penjelasan :

Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi, Operand sama dengan field alamat Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua bit paling kiri sebagai bit tanda. Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data.

Keuntungan :

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

Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat

Kekurangan :

Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field

Contoh :

ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator

B. Direct Addressing (Pengalamatan Langsung)

Penjelasan :

Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus.

Kelebihan :

Field alamat berisi efektif address sebuah operand

Kekurangan :

Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word

Contoh :

ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator

C. Indirect Addressing (Pengalamatan tak langsung)

Penjelasan :

Merupakan mode pengalamatan tak langsung. Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang

Kelebihan :

Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi

Kekurangan :

Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi

Contoh :

ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator

D. Register addressing (Pengalamatan Register)

Penjelasan :

Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung, perbedaanya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama field yang mereferensi register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16 register general purpose.

Keuntungan :

Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori

Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses eksekusi akan lebih cepat

Kerugian :

Ruang alamat menjadi terbatas

E. Register indirect addressing (Pengalamatan tak-langsung register)

Penjelasan :

Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung

Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register. Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung, keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak

Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung.

F. Displacement addressing

Penjelasan :

Menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register tidak langsung

Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya sebuah field yang eksplisit, operand berada pada alamat A ditambahkan isi register tiga model displacement relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah Program Counter (PC) Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu referensi register dapat eksplisit maupun implisit memanfaatkan konsep lokalitas memori indexing  : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut merupakan kebalikan dari mode base register field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing. Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram iteratif

Contoh :

Field eksplisit bernilai A dan field imlisit mengarah pada register

G. Stack

Stack atau tumpukan merupakan sebuah koleksi objek yang menggunakan prinsip LIFO (Last In First Out), yaitu data yang terakhir kali dimasukkan akan pertama kali keluar dari tumpukan tersebut. Tumpukan dapat diimplementasikan sebagai representasi berkait atau kontigu (dengan tabel fix).

DESAIN SET INSTRUKSI 

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 sebagai berikut: 

1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya 
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb. 
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan 
4. Addressing: Mode pengalamatan untuk operand 

https://id.wikipedia.org/wiki/Set_instruksi
http://afridasite.blogspot.co.id/2014/12/7-mode-pengalamatan-dan-fungsinya.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Stack_(struktur_data)