MAKALAH ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER (CISC & RISC)

TUGAS ORKOM

MAKALAH TENTANG CISC DAN RISC

Disusun oleh:

Nama Kelompok:

1.      Mustaal Azis                      (1510530043)

2.      Qoriatul Afrianti              (1510520003)

3.      David Kristian Lado        (1510530027)

4.      Saefudin Zohri                  (1510530028)

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA KOMPUTER BUMIGORA MATARAM

Jl. Ismail Marzuki Mataram Telp. (0370) 634498 Fax (0370) 638369

E_mail  : kontak@stmikbumigora.ac.id

Website :www.stmikbumigora.ac.id

DAFTAR ISI

1.      Cover

2.      Daftar Isi--------------------------------------------------------------------------------------------- i

3.      BAB 1 : Pendahuluan

A.    Latar Belakang-------------------------------------------------------------------------------- 1

B.     Tujuan------------------------------------------------------------------------------------------- 1

4.      BAB II: Pembahasan

A.    Definisi RISC dan CISC-------------------------------------------------------------------- 2

B.     Perbedaan RISC dan CISC----------------------------------------------------------------- 5

C.     Karakteristik RISC dan CISC-------------------------------------------------------------- 6

D.    Ciri_ciri RISC dan RISC-------------------------------------------------------------------- 6

E.     Kelebihan dan kekurangan RISC dan RISC-------------------------------------------- 7

F.      Contoh aplikasi RISC------------------------------------------------------------------------ 9

5.      Penutup

Kesimpulan------------------------------------------------------------------------------------------ 10

6.      Daftar Pustaka---------------------------------------------------------------------------- --------- 11

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG

Pada saat ini prosesor saat ini yang dikenal ada 2 yaitu. RISC dan CISC. Prosesor CISC merupakan  prosesor yang memiliki intruksi yang kompleks untuk memudahkan penulisan program bahasa assembly, sedangkan RISC memliki instruksi yang sederhana yang dapat di eksekusi dengan cepat . prosesor RISC di buat dalam luasan keping semikonduktor yang relatif lebih sempit dengan jumlah komponen yang lebih sedikit dibandingkan dengan CISC. keduanya mempunyai perbedaan dalam perancangan kompilatornya. RISC dan CISC keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan dalam pengunaannya.

1.2  TUJUAN

Tujuan di buatnya makalah ini adalah :

a.       Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan pada RISC dan CISC

b.      Untuk memahami tentang RISC dan CISC

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi CISC dan RISC

2.1.1 CISC

CISC adalah singkatan dari Complex Intruction Set Computer dimana prosesor tersebut memiliki set instruksi yang kompleks dan lengkap. CISC sendiri adalah salah satu bentuk arsitektur yang menjalani beberapa instruksi dengan tingkat yang rendah. Misalnya intruksi tingakt rendah tersebut adalah operasi aritmetika, penyimpanan-pengambilan dari memory dll. CISC memang memiliki instruksi yang complex dan memang dirasa berpengaruh pada kinerjanya yang lebih lambat. CISC menawarkan set intruksi yang powerful, kuat, tangguh, maka tak heran jika CISC memang hanya mengenal bahasa asembly yang sebenarnya ia tujukan bagi para programmer. Oleh karena itu ,CISC hanya memerlukan sedikit instruksi untuk berjalan. Sistem mikrokontroler selalu terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat lunak ini merupakan deretan perintah atau instruksi yang dijalankan oleh prosesor secara sekuensial. Instruksi itu sendiri sebenarnya adalah bit-bit logik 1 atau 0 (biner) yang ada di memori program. Angka-angka biner ini jika lebarnya 8 bit disebut byte dan jika 16 bit disebut word. Deretan logik biner inilah yang dibaca oleh prosesor sebagai perintah atau instruksi. Supaya lebih singkat, angka biner itu biasanya direpresentasikan dengan bilangan hexa (HEX). Tetapi bagi manusia, menulis program dengan angka biner atau hexa sungguh merepotkan. Sehingga dibuatlah bahasa assembler yang direpresentasikan dengan penyingkatan kata-kata yang cukup dimengerti oleh manusia.

Bahasa assembler ini biasanya diambil dari bahasa Inggris dan presentasinya itu disebut dengan Mnemonic. Masing-masing pabrik mikroprosesor melengkapi chip buatannya dengan set instruksi yang akan dipakai untuk membuat program.

Biner               Hexa                Mnemonic

10110110        B6                   LDAA ...

10010111        97                    STAA ...

01001010        4A                   DECA ...

10001010        8A                   ORAA ...

00100110        26                    BNE ...

00000001        01                    NOP...

01111110        7E                    JMP ...

Jadi sebenarnya 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. Untuk tujuan contoh kita kali ini, sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus, yang kita beri nama MULT. Saat dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai dan menyimpannya ke 2 register yag berbeda, melakukan perkalian operan di unit eksekusi dan kemudian mengambalikan lagi hasilnya ke register yang benar. Jadi instruksi-nya cukup satu saja

2.1.2 RISC

RISC adalah singkatan dari Reduced Instruction Set Computeryang artinya prosesor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit. Karena perbedaan keduanya ada pada kata set instruksi yang kompleks atau sederhana (reduced). RISC lahir pada pertengahan 1980, kelahirannya ini dilator belakangi untuK CISC. Perbedaan mencolok dari kelahiran RISC ini adalah tidak ditemui pada dirinya instruksi assembly atau yang dikenal dengan bahasa mesin sedangkan itu banyak sekali di jumpai di CISC.

Konsep arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline. Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit. Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi program yang lebih besar. IBM 801 adalah prosesor komersial pertama yang menggunakan pendekatan RISC.Lebih lanjut untuk memahami RISC, diawali dengan tinjauan singkat tentang karakteristik eksekusi instruksi.

Aspek komputasi yang ditinjau dalam merancang mesin RISC adalah sbb.:

·         Operasi-operasi yang dilakukan:

Operasi

Beberapa penelitian telah menganalisis tingkah laku program HLL (High Level Language). Assignment Statement sangat menonjol yang menyatakan bahwa perpindahan sederhana merupakan satu hal yang penting. Hasil penelitian ini merupakan hal yang penting bagi perancang set instruksi mesin yang mengindikasikan jenis instruksi mana yang sering terjadi karena harus didukung optimal.

·          Operand-operand yang digunakan:

Operand

Penelitian Paterson telah memperhatikan [PATT82a] frekuensi dinamik terjadinya kelas-kelas variabel. Hasil yang konsisten diantara program pascal dan C menunjukkan mayoritas referensi menunjuk ke variable scalar. Penelitian ini telah menguji tingkah laku dinamik program HLL yang tidak tergantung pada arsitektur tertentu. Penelitian [LUND77] menguji instruksi DEC-10 dan secara dinamik menemukan setiap instruksi rata-rata mereferensi 0,5 operand dalam memori dan rata-rata mereferensi 1,4 register. Tentu saja angka ini tergantung pada arsitektur dan kompiler namun sudah cukup menjelaskan frekuensi pengaksesan operand sehingga menyatakan pentingnya sebuah arsitektur.

·         Pengurutan eksekusi:

Procedure Calls

Dalam HLL procedure call dan return merupakan aspek penting karena merupakan operasi yang membutuhkan banyak waktu dalam program yang dikompalasi sehingga banyak berguna untuk memperhatikan cara implementasi opperasi ini secara efisien. Adapun aspeknya yang penting adalah jumlah parameter dan variabel yang berkaitan dengan prosedur dan kedalaman pensarangan (nesting).

2.2 Perbedaan CISC dan RISC

            CISC dan RISC perbedaannya tidak signifikan jika hanya dilihat dari terminologi set instruksinya yang kompleks atau tidak (reduced). Lebih dari itu, RISC dan CISC berbeda dalam filosofi arsitekturnya. Filosofi arsitektur CISC adalah memindahkan kerumitan software ke dalam hardware. Teknologi pembuatan IC saat ini memungkinkan untuk menamam ribuan bahkan jutaan transistor di dalam satu dice. Bermacam-macam instruksi yang mendekati bahasa pemrogram tingkat tinggi dapat dibuat dengan tujuan untuk memudahkan programmer membuat programnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi,

namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

RISC	CISC
Penekanan pada perangkat lunak	Penekanan pada perangkat keras
Single-clock,hanya sejumlah kecil instruksi	Termasuk instruksi kompleks multi-clock
Register toRegister :”LOAD”&”STORE” adalah instruksi2 terpisah	Memori ke Memori:”LOAD”&”STORE” saling bekerjasama
Ukuran kode besar(kecepatan relatif tinggi)	Ukurang kode kecil,kecepatan rendah
Transistor banyak dipakai untuk register memori	Transistor digunakan untuk menyimpan instruksi2 kompleks

2.2.1 Karakteristik CISC dan RISC

·         Rancangan RISC dapat memperoleh keuntungan dengan mengambil sejumlah feature CISC dan Rancangan CISC dapat memperoleh keuntungan dengan mengambil sejumlah feature RISC.

·         Hasilnya adalah bahwa sejumlah rancangan RISC yang terbaru, yang dikenal sebagai PowerPC, tidak lagi “murni” RISC dan rancangan CISC yang terbaru, yang dikenal sebagai Pentium, memiliki beberapa karakteristik RISC.

2.2.2 Ciri-ciri RISC

·         Instruksi berukuran tunggal

·         Ukuran yang umum adalah 4 byte.

·         Jumlah mode pengalamatan data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah.

·         Tidak terdapat pengalamatan tak langsung.

·         Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmetika (misalnya, penambahan dari memori, penambahan ke memori).

2.2.3 Ciri-Ciri CISC

·         Penekanan pada perangkat keras (hardware) 

·         Termasuk instruksi kompleks multi-clock

·         Memori-ke-memori: “LOAD” dan “STORE” saling bekerjasama

·         Ukuran kode kecil, kecepatan rendah

·         Transistor digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi kompleks

Sebaliknya, filosofi arsitektur RISC adalah arsitektur prosesor yang tidak rumit dengan membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Kerumitan membuat program dalam bahasa mesin diatasi dengan membuat bahasa program tingkat tinggi dan compiler yang sesuai. Karena tidak rumit, teorinya mikroprosesor RISC adalah mikroprosesor yang low-cost dalam arti yang sebenarnya. Namun demikian, kelebihan ruang pada prosesor RISC dimanfaatkan untuk membuat sistem-sistem tambahan yang ada pada prosesor modern saat ini. Banyak prosesor RISC yang di dalam chip-nya dilengkapi dengan sistem superscalar, pipelining, caches memory, register-register dan sebagainya, yang tujuannya untuk membuat prosesor itu menjadi semakin cepat.

2.3 Kelebihan dan Kekurangan RISC dan CISC

·         Kelebihan dari CISC :

Filosofi arsitektur CISC adalah memindahkan kerumitan software ke dalam hardware. Teknologi pembuatan IC saat ini memungkinkan untuk menamam ribuan bahkan jutaan transistor di dalam satu dice. Bermacam-macam instruksi yang mendekati bahasa pemrogram tingkat tinggi dapat dibuat dengan tujuan untuk memudahkan programmer membuat programnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

CISC 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.Dengan intruksi yang komplek prosesor CISC merupakan pendekatan dominan karena menghemat memori dibandingkan.RISC. Instruksi kompleks seperti CISC mempermudah dalam pembuatan program. Set instruksi yang lengkap diharapkan akan semakin membuat pengguna mikroprosesor leluasa menulis program dalam bahasa assembler yang mendekati bahasa pemrograman level tinggi.

·         Kelemahan dari CISC :

Konsep ini menyulitkan dalam penyusunan compiler bahasa pemrograman tingkat tinggi. Dalam CISC banyak terdapat perintah bahasa mesin.

·         Kelebihan RISC

1.      Berkaitan dengan penyederhanaan kompiler, dimana tugas pembuat kompiler untuk menghasilkan rangkaian instruksi mesin bagi semua pernyataan HLL. Instruksi mesin yang kompleks seringkali sulit digunakan karena kompiler harus menemukan kasus-kasus yang sesuai dengan konsepnya. Pekerjaan mengoptimalkan kode yang dihasilkan untuk meminimalkan ukuran kode, mengurangi hitungan eksekusi instruksi, dan meningkatkan pipelining jauh lebih mudah apabila menggunakan RISC dibanding menggunakan CISC.

2.      Arsitektur RISC yang mendasari PowerPC memiliki kecenderungan lebih menekankan pada referensi register dibanding referensi memori, dan referensi register memerlukan bit yang lebih sedikit sehingga memiliki akses eksekusi instruksi lebih cepat.

3.      Kecenderungan operasi register ke register akan lebih menyederhanakan set instruksi dan menyederhanakan unit kontrol serta pengoptimasian register akan menyebabkan operand-operand yang sering diakses akan tetap berada dipenyimpan berkecepatan tinggi.

4.      Penggunaan mode pengalamatan dan format instruksi yang lebih sederhana.

·         Kekurangan RISC

Kelemahan utama dari RISC ialah jumalh instruksi yang sedikit. Hal ini mengakibatkan untuk melakukan suatu tugas akan dibutuhkan instruksi yang lebih banyak bila dibandingkan CISC. Hasilnya ialah jumlah ukuran program akan lebih besar bila dibandingkan CISC. Penggunaan memori akan semakin meningkat dan lalu lintas instruksi antara CPU dan memori akan meningkat pula.

Prosesor RISC, yang berkembang dari riset akademis telah menjadi prosesor komersial yang terbukti mampu beroperasi lebih cepat dengan penggunaan luas chip yang efisien. Kemajuan mutakhir yang ditunjukkan oleh mikroprosesor PowerPC 601 dan teknologi emulasi yang antara lain dikembangkan oleh IBM memungkinkan bergesernya dominasi chip-chip keluarga-86 dan kompatibelnya. Program yang dihasilkan dalam bahasa simbolik akan lebih panjang (instruksinya lebih banyak).

1.            Program berukuran lebih besar sehingga membutuhkan memori yang lebih banyak, ini tentunya kurang menghemat sumber daya.

2.            Program yang berukuran lebih besar akan menyebabkan

a.       Menurunnya kinerja, yaitu instruksi yang lebih banyak artinya akan lebih banyak byte-byte instruksi yang harus diambil.

b.      Pada lingkungan paging akan menyebabkan kemungkinan terjadinya page fault lebih besar

2.4 Contoh Aplikasi RISC

            Atmel AVR adalah modifikasi arsitektur Harvard 8-bit RISC single chip microcontroller yang di kembangkan oleh atmel pada 1996 . AVR adalah satu dari keluarga mikrokontroller pertama yang menggunakan memori on-chip flash untuk penyimpanan program, sebagai lawan untuk progammable one time pada ROM, EPROM atau EEPROM digunakan oleh mikrokontroller lain.

Gambar 2.2 Atmel AVR Atmega 8

  

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

                  CISC Complex Instruction Set Computer sedangkan RISC merupakan kepanjangan dari Reduced Instruction Set Computer. Chip RISC dibangun mulai pertengahan tahun 1980 sebagai pengganti chip CISC. Pada dasarnya karakteristik CISC yg "sarat informasi" memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Hal inilah yang menyebabkan komputer-komputer pada saat itu memiliki harga yang murah. 

        Filosofi RISC berada dalam tidak satu pun chip yang menggunakan bahasa instruksi assembly yang complex, seperti yang digunakan di CISC. Untuk itulah, instruksi yang simple dan lebih cepat akan lebih baik daripada besar, complex dan lambat seperti CISC. Keuntungan RISC lainnya karena adanya instruksi yang simple, maka chip RISC hanya memiliki beberapa transistor, yang akan membuat RISC mudah didesain dan murah untuk diproduksi untuk menulis compiler yang powerful. RISC memberikan kemudahan di hardware, namun lebih kompleks di software. 

DAFTAR PUSTAKA

Ø  http://akangari.files.wordpress.com/2012/01/risc-cisc-prossecor.pdf . Diakses pada tanggal 25 Juli 2013