Jenis instruksi
1.Data procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions
data processing adalah jenis pemrosesan yang dapat
mengubah data menjadi informasiatau
pengetahuan. Pemrosesan data ini sering menggunakan komputer sehingga
bisa berjalan secara otomatis. Setelah diolah, data ini biasanya mempunyai
nilai yang informatif jika dinyatakan dan dikemas secara terorganisir dan rapi,
maka istilah pemrosesan data sering dikatakan sebagai sistem informasi.
Kedua istilah ini mempunyai arti yang hampir sama, pemrosesan data mengolah
dan memanipulasi data mentah menjadi informasi (hasil pengolahan),
sedangkan sistem informasi memakai data sebagai bahan masukan
dan menghasilkan informasi sebagai produk keluaran.
2. Data storage: Memory instructions
sering
disebut sebagai memori komputer, merujuk
kepada komponen komputer,
perangkat komputer, dan media perekaman yang mempertahankan data digital yang
digunakan untuk beberapa interval waktu. Penyimpanan data komputer menyediakan
salah satu tiga fungsi inti dari komputer modern, yakni mempertahankan
informasi. Ia merupakan salah satu komponen fundamental yang terdapat di dalam
semua komputer modern, dan memiliki keterkaitan dengan mikroprosesor, dan menjadi model komputer yang digunakan
semenjak 1940-an.
Dalam penggunaan kontemporer, memori komputer merujuk kepada bentuk media penyimpanan berbahan semikonduktor, yang dikenal dengan sebutan Random Access Memory (RAM), dan kadang-kadang dalam bentuk lainnya yang lebih cepat tapi hanya dapat menyimpan data secara sementara. Akan tetapi, istilah "computer storage" sekarang secara umum merujuk kepada media penyimpanan massal, yang bisa berupa cakram optis, beberapa bentuk media penyimpanan magnetis (seperti halnya hard disk) dan tipe-tipe media penyimpanan lainnya yang lebih lambat ketimbang RAM, tapi memiliki sifat lebih permanen, seperti flash memory.
Dalam penggunaan kontemporer, memori komputer merujuk kepada bentuk media penyimpanan berbahan semikonduktor, yang dikenal dengan sebutan Random Access Memory (RAM), dan kadang-kadang dalam bentuk lainnya yang lebih cepat tapi hanya dapat menyimpan data secara sementara. Akan tetapi, istilah "computer storage" sekarang secara umum merujuk kepada media penyimpanan massal, yang bisa berupa cakram optis, beberapa bentuk media penyimpanan magnetis (seperti halnya hard disk) dan tipe-tipe media penyimpanan lainnya yang lebih lambat ketimbang RAM, tapi memiliki sifat lebih permanen, seperti flash memory.
3. Data Movement: I/O instructions
Data Movement
Proses data movement ini adalah memindahkan (dapat diakatakan
membackup juga) data – data dari database yang berupa data, indeks, grand,
schema, dan lain – lain ketempat baru. Tempat baru ini bisa ke dalam database
baru atau memang untuk dibackup saja.
Data movement terdiri dari 2 bagian besar yaitu :
·
Load & Upload [difokuskan untuk memindahkan data yang berupa
indeks atau data itu sendiri alias isi dari database tersebut]
·
Export & Import [memindahkan data secara lengkap, mulai dari
grand, schema, dan seluruhnya]
Jika dilihat, load tersebut behubungan dengan import dan upload
berhubungan dengan export
Load berfungsi untuk memasukan data / transaksi ke sebuah table.
Dapat dikatakan juga insert, replace, atau update. Sedangkan upload berfungsi
untuk membuat dari data table ke fisik / file. Kelemahan load adalah dalam
prosesnya bisa saja terjadi data yang tidak berpindah secara sempurna.
Upload Parameter
·
Limit [membatasi beberapa record]
·
Sample [mencari sample yang telah ditentukan]
·
When [berdasarkan kondisi]
Dan pada upload, hanya satu parameter saja yang dapat berjalan
alias tak bisa berjalan bersamaan apabila parameternya lebih dari 1.
Bulk Data Movement (Software Pendukung)
·
ETL [Extrat Transform Load], software yang focus terhadap data
warehouse
·
Replication and Propagation, software yang memonitoring source
database dan target, dan yang dihasilkan oleh software ini adalah pencatatatn
log.
Perlu diperhatikan juga hak akses dalam load & unload,
import & export minimal adalah akses select.
Distribution Database
Dalam distribution database terdapat 3 istilah yaitu :
·
Autonomi [idependent], untuk tabel umum akses yang diberikan
berbeda dari setiap user.
·
Isolation [stand alone], untuk tabel khusus (privacy) itu
terpisah dari user.
·
Transparancy [all user], akses tabel terpisah dari user tetapi
user masih dapat mengaksesnya.
Lawan dari database terdistribusi adalah database terpusat.
Server yang terpusat memang diuntungkan dalam sisi maintenance sedangkan server
terdistribusi lebih rumit dalam proses integrasinya.
Jika database terdistribusi paling tidak membutuhkan Sumber Daya
Manusia [SDM] yang baik, network yang lebih baik karena permasalahan network
itu sangat fatal dan biasanya permasalahannya tidak jauh – jauh dari
permasalahan traffic network. Dan yang tidak boleh dilupakan adalah request dan
respon.
4. Control: Test and branch instructions
Unit kendali (bahasa
Inggris: Control Unit - CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas
untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di
bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini
akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).
Tugas CU
Tugas dari CU adalah sebagai berikut:
Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.
Menyimpan hasil proses ke memori utama.
Macam-macam CU
Single-Cycle CU
Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
Multi-Cycle CU
Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.
Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).
Tugas CU
Tugas dari CU adalah sebagai berikut:
Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.
Menyimpan hasil proses ke memori utama.
Macam-macam CU
Single-Cycle CU
Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
Multi-Cycle CU
Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.
teknik pengalamatan
Setelah
membahas memori, cache, set instruksi. Ada baiknya sahabat wikara
mengetahui mode pengalamatan pada instruksi dalam memori. Mode
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
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
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-program iteratif
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.
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
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar