Set Instruksi

Set Instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara, 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.

     I.        Karakteristik Instruksi Mesin

1.    Instruksi mesin (machine instruction) yang dieksekusi membentuk suatu operasi dan berbagai macam fungsi CPU.

2.    Kumpulan fungsi yang dapat dieksekusi CPU disebut set instruksi (instruction set) CPU.

3.    Mempelajari karakteristik instruksi mesin, meliputi :

-       Elemen-elemen instruksi mesin

-       Representasi instruksinya

-       Jenis-jenis instruksi

-       Penggunaan alamat

-       Rancangan set instruksi

            Elemen-elemen Instruksi Mesin

            Agar dapat diseksekusi, setiap instruksi harus berisi informasi yang diperlukan oleh CPU. 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.

·         Operand : Adalah bagian daripada instruksi komputer yang menspesifikasikan data apa yang hendak dimanipulasi atau dilakukan operasi terhadapnya, dan pada waktu yang bersamaan merepresentasikan sebagai data itu sendiri. Jenis operand secara khusus yang digunakan sebagai elemen dari instruksi mesin adalah :

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

-       Result Operand Reference / Referensi Operand Hasil : Adalah operand yang dapat membuat hasil dari operasi.

Sumber dan hasil operand dapat berada di salah satu dari ketiga daerah ini :

a.    Memori utama atau memori virtual: dengan referensi alamat berikutnya, maka alamat memori utama atau virtual harus diketahui.

b.    Register CPU : instruksi harus diberi nomor register yang dimaksud.

c.    Perangkat I/O : instruksi harus menspesifikasikan modul I/O yang diperlukan oleh operasi.

-       Next Instruction Reference / Referensi Operand Selanjutnya : Berfungsi untuk memberitahu CPU posisi instruksi yang berikutnya yang harus diambil setelah menyelesaikan eksekusi atau instruksi.

   II.        Jenis-jenis Operand

1.    Address

2.    Numbers :

-       Integer atau fixed point

-       Floating point

-       Decimal (BCD)

3.    Characters :

-        ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

-       EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)

4.    Logical Data :

-       Bits

-       Flag

  III.        Operasi-operasi Set Instruksi

a.    Operasi set instruksi untuk transfer data :
• MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
• STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
• LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
• EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
• CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
• SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
• PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
• POP : memindahkan word dari bgian paling atas sumber

b.    Operasi set instruksi untuk arithmetic :
• ADD : penjumlahan
• SUBTRACT : pengurangan
• MULTIPLY : perkalian
• DIVIDE : pembagian
• ABSOLUTE
• NEGATIVE
• DECREMENT
• INCREMENT
Urutan 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal.

c.    Operasi set instruksi untuk operasi logical :
• AND, OR, NOT, EXOR
• COMPARE : melakukan perbandingan logika.
• 3TEST : menguji kondisi tertentu.
• SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada ujung bit.
• ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin.

d.    Operasi set instruksi untuk conversi :
• TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel korespodensi.
• CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.

e.    Operasi set instruksi Input / Ouput :
• INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan
• OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O
• START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O
• TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan

f.     Operasi set instruksi untuk transfer control :
• JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat tertentu.
• JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.
• JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.
• RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu.
• EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruksi.
• SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya.
• SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan.
• HALT : menghentikan eksekusi program.
• WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi.
• NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.

g.    CONTROL SYSTEM : Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam sistem operasi.
contoh : membaca atau mengubah register kontrol