Makalah
Organisasi
dan Arsitektur Komputer
Complex
Instruction Set Computing (CISC) dan Reduced Instruction Set Computer(RISC)
Untuk
Memenuhi Salah Satu Tugas
Mata
Kuliah Organisasi dan Arsitektur Komputer
Dosen
Pembimbing: Ahmad Wildan Yulianto, M.T
Disusun
oleh:
|
1. Taufik Hidayat Faesal
|
(Nomor Induk Mahasiswa : 1510530024)
|
|
2. Ahmad Fahrurrozi
|
(Nomor Induk Mahasiswa : 1510520032)
|
|
3. Faizin Ahmad
|
(Nomor Induk Mahasiswa : 1510520034)
|
|
4. Muhammad Najmi
|
(Nomor Induk Mahasiswa : 1510530038)
|
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN
KOMPUTER
BUMIGORA MATARAM
KATA PENGANTAR
Rasa syukur yang dalam kami sampaikan ke hadiran Tuhan Yang Maha
Pemurah, karena berkat kemurahan-Nya
makalah ini dapat kami selesaikan sesuai yang diharapkan.Dalam makalah ini kami
membahas “Complex
Instruction Set Computing (CISC) dan Reduced Instruction Set Computer(RISC)”,
yakni komponen dalam Organisasi dan Arsitektur.
Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman dan pengetahuan tentang bagaimana
Pernanan dari CISC dan RISC yang ada di dalam struktur Organisasi dan
Arsitektur Komputer dan sekaligus melakukan apa yang menjadi tugas mahasiswa
yang mengikuti mata kuliah “Organisasi dan Arsitektur Komputer” dalam proses
pendalaman materi ini, tentunya kami mendapatkan bimbingan, arahan, koreksi dan
saran, untuk itu rasa terima kasih yang dalamdalamnya kami sampaikan :
•
Ahmad
Wildan Yulianto, M.T,
selaku dosen mata kuliah “Organisasi dan Arsitektur Komputer”
•
Rekan - rekan mahasiwa yang telah banyak memberikan masukan untuk makalah ini. Demikian makalah ini saya buat semoga
bermanfaat,
Mataram, 6 Juni 2014
Tim Penyusun
Complex Instruction Set
Computing (CISC)
Complex Instruction Set Computing (CISC) atau kumpulan
instruksi komputasi kompleks. Adalah suatu arsitektur komputer dimana setiap
instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan
dari memori (load), operasi aritmatika, dan penyimpanan ke dalam memori (store)
yang saling bekerja sama.
Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu instruksi
cukup dengan beberapa baris bahasa mesin yang relatif pendek sehingga
implikasinya hanya sedikit saja RAM yang digunakan untuk menyimpan
instruksi-instruksi tersebut. Arsitektur CISC menekankan pada perangkat keras
karena filosofi dari arsitektur CISC yaitu bagaimana memindahkan kerumitan
perangkat lunak ke dalam perangkat keras.
Sejarah
Sebelum proses RISC (Reduce Instruction Set Computer) didesain untuk pertama kalinya, banyak arsitek
komputer mencoba menjembatani celah semantik", yaitu bagaimana cara intel
membuat set-set instruksi untuk mempermudah pemrograman level tinggi dengan
menyediakan instruksi "level tinggi" seperti pemanggilan procedure,
proses pengulangan dan mode-mode pengalamatan kompleks sehingga struktur data
dan akses array dapat dikombinasikan dengan sebuah instruksi. Karakteristik
CISC yg "sarat informasi" ini memberikan keuntungan di mana ukuran
program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan
penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan
komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat.
Memang setelah itu banyak desain yang memberikan hasil yang lebih baik
dengan biaya yang lebih rendah, dan juga mengakibatkan pemrograman level tinggi
menjadi lebih sederhana, tetapi pada kenyataannya tidaklah selalu demikian.
Contohnya, arsitektur kompleks yang didesain dengan kurang baik (yang
menggunakan kode-kode mikro untuk mengakses fungsi-fungsi hardware), akan
berada pada situasi di mana akan lebih mudah untuk meningkatkan peforrma dengan
tidak menggunakan instruksi yang kompleks (seperti instruksi pemanggilan
procedure), tetapi dengan menggunakan urutan instruksi yang sederhana.
Satu alasan mengenai hal ini adalah karena set-set instruksi
level-tinggi, yang sering disandikan (untuk kode-kode yang kompleks), akan
menjadi cukup sulit untuk diterjemahkan kembali dan dijalankan secara efektif
dengan jumlah transistor yang terbatas. Oleh karena itu arsitektur-arsitektur
ini memerlukan penanganan yang lebih terfokus pada desain prosesor. Pada saat
itu di mana jumlah transistor cukup terbatas, mengakibatkan semakin sempitnya
peluang ditemukannya cara-cara alternatif untuk optimisasi perkembangan
prosesor. Oleh karena itulah, pemikiran untuk menggunakan desain RISC muncul
pada pertengahan tahun 1970 (Pusat Penelitian Watson IBM 801 - IBMs)
Istilah RISC dan CISC saat ini kurang dikenal, setelah melihat
perkembangan lebih lanjut dari desain dan implementasi baik CISC dan CISC.
Implementasi CISC paralel untuk pertama kalinya, seperti 486 dari Intel, AMD,
Cyrix, dan IBM telah mendukung setiap instruksi yang digunakan oleh
prosesor-prosesor sebelumnya, meskipun efisiensi tertingginya hanya saat
digunakan pada subset x86 yang sederhana (mirip dengan set instruksi RISC,
tetapi tanpa batasan penyimpanan/pengambilan data dari RISC). Prosesorprosesor
modern x86 juga telah menyandikan dan membagi lebih banyak lagi
instruksiinstruksi kompleks menjadi beberapa "operasi-mikro" internal
yang lebih kecil sehingga dapat instruksi-instruksi tersebut dapat dilakukan
secara paralel, sehingga mencapai performansi tinggi pada subset instruksi yang
lebih besar.
Karakteristik CISC
Sarat informasi memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang
dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin
berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun
1960) menjadi jauh lebih hemat
Dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang diperlukan untuk
mengerjakan pekerjaan yang diberikan. (Jumlah perintah sedikit tetapi rumit)
Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa rakitan.
Ciri-ciri
1. Jumlah
instruksi banyak
2. Banyak
terdapat perintah bahasa mesin
3. Instruksi
lebih kompleks
Pengaplikasian CISC yaitu pada AMD dan
RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computer. Merupakan bagian
dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi untuk negeset
istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya.
Sejarah RISC
Proyek RISC pertama dibuat oleh IBM, stanford dan UC –Berkeley pada akhir
tahun 70 dan awal tahun 80an. IBM 801, Stanford MIPS, dan Barkeley RISC 1 dan 2
dibuat dengan konsep yang sama sehingga dikenal sebagai RISC.
RISC mempunyai karakteristik :
1. One
Cycle Execution Time, satu putaran eksekusi. Prosessor RISC mempunyai CPI (clock per instruction)
atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksud untuk
mengoptimalkan setiap instruksi pada CPU.
2. Pipelining,
adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara
simultan.Sehingga proses instruksi lebih efiisien.
3. Large
Number of Registers, Jumlah register yang sangat banyak. RISC di Desain
dimaksudkan untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk
mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.
Ciri-ciri :
1.
Instruksi berukuran tunggal
2.
Ukuran yang umum adalah 4 byte
3.
Jumlah pengalamatan data sedikit,
4.
Tidak terdapat pengalamatan tak langsung
5.
Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi
load/store dengan operasi aritmatika
6.
Tidak terdapat lebih dari satu operand beralamat memori
per instruksi
7.
Tidak mendukung perataan sembarang bagi data untuk
operasi load/ store.
8.
Jumlah maksimum pemakaian memori manajemen bagi suatu
alamat data adalah sebuah instruksi
Pengaplikasian RISC yaitu pada CPU Apple
Perbedaan RISC dengan CISC dilihat dari segi
instruksinya :
Cara sederhana untuk melihat kekurangan dan kelebihan dari CISC dan RISC
adalah dengan membandingkannya secara langsung. Pada tahap perbandingan ini
dicoba dengan menghitung perkalian dua bilangan dalam memori. Memori tersebut
terbagi menjadi beberapa lokasi yang diberi nomor 1(baris): 1 (kolom) hingga
6:4. Unit eksekusi bertanggung-jawab untuk semua operasi komputasi. Namun, unit
eksekusi hanya beroperasi untuk data yang sudah disimpan kedalam salah satu
dari 6 register (A, B, C, D, Eatau F). Misalnya, kita akan melakukan perkalian
(product) dua angka, satu di simpan di lokasi 2:3 sedangkan lainnya di lokasi
5:2, kemudian hasil perkalian tersebut dikembalikan lagi kelokasi 2:3.
Menggunakan Pendekatan RISC
Prosesor RISC hanya menggunakan instruksi-instruksi sederhana yang bisa
dieksekusi dalam satu siklus. Dengan demikian, instruksi ‘MULT’ sebagaimana
dijelaskan sebelumnya dibagi menjadi tiga instruksi yang berbeda, yaitu“LOAD”,
yang digunakan untuk memindahkan data dari memori kedalam register, “PROD”,
yang digunakan untuk melakukan operasi produk (perkalian) dua operan yang
berada di dalam register (bukan yang ada di memori) dan “STORE”, yang digunakan
untuk memindahkan data dari register kembali kememori. Berikut ini adalah
urutan instruksi yang harus dieksekusi agar yang terjadi sama dengan instruksi
“MULT” pada prosesor RISC (dalam 4 baris bahasa mesin):
LOAD A, 2:3
LOAD B, 5:2
PROD A, B
STORE 2:3, A
Menggunakan Pendekatan CISC
Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu perintah
cukup dengan beberapa baris bahasa mesin sedikit mungkin. Hal ini bisa tercapai
dengan cara membuat perangkat keras prosesor mampu memahami dan menjalankan
beberapa rangkaian operasi.
Sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus,
yang diberi nama MULT. Saat dijalankan,
instruksi akan membaca dua nilai dan menyimpannya ke 2 register yang berbeda,
melakukan perkalian operan di unit eksekusi dan kemudian mengambalikan lagi
hasilnya ke register yang benar. Jadi instruksi-nya cukup satu saja.
1. Reduced
Instruction Set Computer (RISC)
•
Menekankan pada perangkat lunak, dengan sedikit
transistor
•
Instruksi sederhana bahkan single
•
Load / Store atau memory ke memory bekerja
terpisah
•
Ukuran kode besar dan kecapatan lebih tinggi
•
Transistor didalamnya lebih untuk meregister
memori
2. Complex
Instruction Set Computer (CISC)
•
Lebih menekankan pada perangkat keras, sesuai
dengan takdirnya untuk pragramer.
• Memiliki
instruksi komplek. Load / Store atau Memori ke Memori bekerjasama Memiliki ukuran kode yang kecil dan
kecepatan yang rendah.
•
Transistor di dalamnya digunakan untuk menyimpan
instruksi – instruksi bersifat komplek.
Contoh-contoh RISC dan CISC :
RISC :
1.
Komputer vektor
2.
Mikroprosesor Intel 960
3.
Itanium (IA64) dari Intel Corporation
4.
Power PC dari International Business Machine, dll.
CISC :
1.
Prosesor system/360
2.
Prosesor VAX
3.
Prosesor PDP-11
4.
CPU AMD
5.
Intel x86, dll.
DAFTAR
PUSTAKA
Stallings, Dr. William. 2013. “Computer
Organization and Architecture : Designing for Performance 9th
Edition”. USA : Pearson Education, Inc.
