TUGAS 3 ARSITEKTUR SET KONSTRUKSI

1. TEKNIK PENGALAMATAN

  Teknik pengalamatan merupakan metode penentuan alamat operand pada instruksi. Operand instruksi diletakan pada memori utama dan register CPU. Tujuan yang mempengaruhi arsitektur komputer ketika memilih mode pengalamatan:

Mengurangi panjang instruksi dengan mempunyai medan yang pendek untuk alamat.

Menyediakan bantuan yang tangguh kepada pemrogram untuk penanganan data kompleks seperti pengindeksan sebuah array, control loop, relokasi program dan sebagainya.

   - Teknik Pengalamatan

   - Immediate Addressing

   - Direct Addressing

   - Indirect Addressing

   - Register addressing

   - Register indirect addressing

   - Displacement addressing

   - Stack addressing

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

Contoh :

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

Contoh :

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 addressing

     Penjelasan :

Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-firs-out

Stack merupakan blok lokasi yang terbaik

Btir ditambahkan ke puncak stack sehingga setiap blok akan terisi secara parsial

Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack

Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack

Stack pointer tetap berada dalam register

Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung

2. JENIS-JENIS INSTRUKSI

• Data processing/pengoahan data : instruksi aritmetika dan logika.
• Data storage/penyimpanan data : instruksi-instruksi memori.
• Data movement/perpindahan data : instruksi I/O.
• Control/control : instruksi pemeriksaan dan percabangan.

Instruksi aritmetika memiliki kemampuan untuk mengolah data numeric. Sedangkan instruksi logika beroperasi pada bit-bit word sebagai bit, bukan sebagai bilangan. Operasi-operasi tersebut dilakukan teutama untuk data di register CPU.
Instruksi-instruksi memori diperlukan untuk memindah data yang terdapat di memori dan register.
Instruksi-instruksi I/O diperlukan untuk memindahkan program dan data kedalam memori dan mengembalikan hasil komputasi kepada pengguna.

3. DESAIN 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 :

• Operation Repertoire

Berapa banyak dan opera siapa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya

• Data Types

Tipe/jenis data yang dapat olah

• Instruction Format

Panjangnya, banyaknya alamat,dsb.

• Register

Banyaknya register yang dapat digunakan

• Addressing
  Mode pengalamatan untuk operand 

sumber : http://si283.ilearning.me/2015/11/27/mode-pengalamatan/

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