Membahas Tentang CPU (Central Processing Unit)
CPU (Central Processing Unit)
A.
Latar
Belakang CPU
Beberapa orang tahu dan paham menggunakan alat yang namanya komputer,
akan tetapi jarang diantara orang yang dapat mengoperasikan komputer tersebut
mengenal nama perangkat juga sistem kerja dari komputer itu sendiri. Oleh
karena itu alangkah lebih bijaksananya kita tahu, paham, dan mengerti mengenai
perangkat komputer dan cara kerjanya khusunya pada bagian CPU.
CPU (Central Processing Unit)
jika diterjemahkan dalam bahasa Indonesia berarti Unit Pengolahan Pusat.
Merupakan tempat pemrosesan instruksi-instruksi program. Di dalam CPU terdapat
berbagai macam perangkat keras yang diperlukan untuk menjalankan komputer.
Dengan penjelasan perangkat yang ada di dalam CPU nantinya diharapkan pembaca
dapat mengetahui tidak hanya bisa menggunakan akan tetapi juga paham cara kerja
dari CPU tersebut.
Pemahaman terhadap cara kerja dan juga perangkat yang ada didalam CPU
memudahkan user untuk memperbaiki ketika terjadi kesalahan pada saat
pengoperasian. Selain itu, maintenance juga semakin mudah karena user sudah
mengetahui perangkat yang terdapat di dalam CPU beserta cara kerjanya.
Sejak pertengahan tahun 1970-an,
mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi
aspek penting dalam penerapan CPU. Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam,
yaitu sebagai berikut.
1. ALU
(Arithmetic Logic Unit)
2. CU
( Control Unit)
3. Register
4. Main
Memory
5. CPU
Interconection
B.
Pengertian
CPU
Beberapa orang tahu dan paham menggunakan alat yang namanya komputer,
akan tetapi jarang diantara orang yang dapat mengoperasikan komputer tersebut
mengenal nama perangkat juga sistem kerja dari komputer itu sendiri. Oleh
karena itu alangkah lebih bijaksananya kita tahu, paham, dan mengerti mengenai
perangkat komputer dan cara kerjanya khusunya pada bagian CPU.
CPU (Central Processing Unit)
jika diterjemahkan dalam bahasa Indonesia berarti Unit Pengolahan Pusat.
Merupakan tempat pemrosesan instruksi-instruksi program. Di dalam CPU terdapat
berbagai macam perangkat keras yang diperlukan untuk menjalankan komputer.
Dengan penjelasan perangkat yang ada di dalam CPU nantinya diharapkan pembaca
dapat mengetahui tidak hanya bisa menggunakan akan tetapi juga paham cara kerja
dari CPU tersebut.
Pemahaman terhadap cara kerja dan juga perangkat yang ada didalam CPU
memudahkan user untuk memperbaiki ketika terjadi kesalahan pada saat
pengoperasian. Selain itu, maintenance juga semakin mudah karena user sudah
mengetahui perangkat yang terdapat di dalam CPU beserta cara kerjanya.
Disini kita akan membahas mengenai:
1) ALU
2) Set
Register
3) Control
Logic Unit, dan
4) Memori
1.
ALU
(Arithmetic Logic Unit)
ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic
Unit (bahasa Indonesia: unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian
dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan
aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan
pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. tugas
utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan
aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU
melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan, pengurangan,
dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik
di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder.
ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi
arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian
dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang
digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder.
TUGAS dan FUNGSI ALU
Tugas dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi
logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi
perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu :
a sama dengan (=)
b tidak sama dengan (<>)
c. kurang dari (<)
d. kurang atau sama dengan dari (<=)
e. lebih besar dari (>)
f. lebih besar atau sama dengan dari (>=)
Arithmatic
Logical Unit (ALU) Juga Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data
komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini
mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. ALU
terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang
masing – masing memiliki spesifikasi dan tugas tersendiri. Fungsi-fungsi yang
didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan),
Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub
(pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll
(shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic),
dan lain-lain.
Arithmetic Logical Unit (ALU) merupakan unit
penalaran secara logic. ALU ini merupakan Sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang
bertugas menghitung dan membandingkan. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU
untuk dikalkulasi dan kemudian dikirim kembali ke memori. Jika CPU diasumsikan
sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang
kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang
berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.
ALU sendiri merupakan suatu kesatuan alat yang terdiri
dari berbagai komponen perangkat elektronika termasuk di dalamnya
sekelompok transistor, yang dikenal dengan nama logic gate, dimana
logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan perintah dasar matematika dan
operasi logika. Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang dapat melakukan
perintah perhitungan matematika yang lebih komplit seperti perintah “add” untuk
menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian dari suatu bilangan. Selain
perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari logic gate ini juga mampu
untuk melaksanakan perintah yang berhubungan dengan logika, seperti hasil
perbandingan dua buah bilangan.
Instruksi yang dapat dilaksanakan oleh ALU disebut
dengan instruction set. Perintah yang ada pada masing-masing CPU
belum tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda,
katakanlah misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU
buatan Intel belum tentu sama dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau
perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya. Jika perintah yang dijalankan oleh
suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu sistem
dikatakan compatible. Sehingga sebuah program atau perangkat lunak atau
software yang dibuat berdasarkan perintah yang ada pada Intel tidak akan
bisa dijalankan untuk semua jenis prosesor,kecuali untuk prosesor yang
compatible dengannya.
Seperti halnya dalam bahasa yang digunakan oleh manusia,
instruction set ini juga memiliki aturan bahasa yang bisa saja berbeda satu
dengan lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa Inggris dengan Indonesia,
atau dengan bahasa lainnya, begitu juga dengan instruction set yang ada pada
mesin, tergantung dimana lingkungan instruction set itu digunakan.
ADDER
Adder merupakan rangkain ALU (Arithmetic
and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan. Karena adder
digunakan untuk memproses operasi aritmatika, maka adder juga sering disebut
rangkaian kombinasional aritmatika. Ada 3 jenis Adder, yaitu:
1. Rangkaian adder yang
hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.
2. Rangkaian adder yang
hanya menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.
Ø Half Adder.
Rangkain
half adder merupakan dasar bilangan biner yang masing-masing hanya terdiri dari
satu bit, oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap.
1. Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) =
0.
2. Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 1.
3. Jika A=1 dan
B=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0. Dengan nilai pindahan Cy (Carry Out) =
1. Dengan demikian, half adder memiliki dua masukan (A dan B), dan dua keluaran
(S dan Cy).
Dari tabel diatas, terlihat
bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika dari gerbang XOR,
sedangkan nilai logika Cy sama dengan gerbang logika AND. Dari tabel
diatas, dapat dibuat rangkaian half adder.
·
Ø Full Adder
Full adder adalag mengolah data penjumlahan 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas), oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap. Perhatikan tabel dibawah ini.
Ø Paralel Adder
Paralel
Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara paralel dan berfungsi
untuk menjumlahkan bilangan biner berapa pun bitnya, tergantung jumlah Full
Adder yang diparalelkan. Gambar dibawah ini menunjukan Paralel Adder yang
terdiri dari 4 buah Full Adder yang disusun paralel sehingga membentuk sebuah
penjumlahan 4 bit.
2.
Set Register
Register merupakan simpanan kecil yang mempunyai kecepatan
tinggi.lebih cepat sekitar 5 sampai 10 kali dibandingkan dengan kecepatan
perekaman atau pengambilan data di main memory .register digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang
sedang diproses oleh CPU,sedangkan instruksi-Instruksi dan data lainnya yang
menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di main memory.
Register
yang berhubungan dengan instruksi yang sedang diproses adalahinstruction
register dan program counter.instruction register (IR)
atau disebut juga program register digunakan
untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses. Program yang berisi kumpulan
dari instruksi.pertama kali ditempatkan di main memory .pemerosessan
program dilakukan instruksi per instruksi. Instruksi yang mendapat giliran
untuk diproses,diambil dari main memory dan disimpan diinstruction
register (IR).
Program
counter (PC)
atau disebut juga control counter atau instruction
counter adalah register yang digunakan untuk menyimpan
alamat (addres) lokasi dari main memory yang
berisi instruksi yang sedang diproses. Selama pemrosesan sebuah instruksi
selesai dilakukan,tidak ada waktu yang terbuang untuk mencari jejak dari
instruksi berikutnya yang akan diproses,karena alamat atau letak dari instruksi
tersebut sudah berada di program counter.
Register
yang berhubungan dengan data yang sedang diproses adalah general-purpose
register. Untuk
bebrapa komputer general-purpouse register diberi simbol
R0,R1,R2,……Rn yang mempunyai kegunaan yang umum,seperti misalnya untuk
menampung hasil pengolahan (disebut dengan accumulator) untuk
komputer IMB PC yang menggunakan microprocessor intel 8088,mempunyai general
purpose register sebanyak 4 buah register ,
sebuah digunakan untuk accumulator yaitu register yang
diberi nama AX register dan tiga buah yang lainnya
untuk operand register,yaitu ,BX,CX,dan DX register.
Yang Operand register digunakan untuk menampung data atau operand yang
sedang dioprasikan.accumulator adalah register yang digunakan untuk
menyimpan hasil dari operasi arithmatika dan oprasi logika yang dilakukan oleh
ALU.
Ø
Register dibagi
menjadi 2 yaitu:
1.
Register yang terlihat
oleh pemakai
2.
register untuk kendali
dan status
Ø
Register yang
terlihat oleh pemakai
·
Register Data
·
Register Alamat
Ø
Register
untuk kendali dan status
·
Register Alamat
dan Buffer
·
Register Eksekusi
Intruksi
·
Register Informasi
Status
3.
CLU (Control
Logic Unit)
Unit kendali logika ( Control Logic Unit ) bertugas untuk
mengatur seluruh aktifitas
perangkat keras di dalam komputer.
CLU bertugas untuk :
·
Mengambil suatu instruksi dari memori
·
Memberi kode pada instruksi untuk menentukan
operasi mana yang akan dilaksanakan
·
Menentukan sumber dan tujuan data di dalam perpindahan data
·
Mengeksekusi operasi yang dilakukan
·
Setelah menginterpretasi kode biner
suatu instruksi, CLU menghasilkan serangkaian perintah kendali, yang disebut
sebagai instruksi mikro (microinstruction ) atau operasi mikro.
Instruksi mikro merupakan operasi primitif tingkat rendah
yang bertindak secara langsung pada sirkuit logika suatu komputer dan mengatur
fungsi-fungsi sebagai berikut :
1) Membuka/menutup
suatu gerbang ( gate ) dari sebuah register ke sebuah bus
2) Mentransfer data sepanjang bus
3) Memberi inisial
sinyal-sinyal kendali seperti READ, WRITE, SHIFT, CLEAR & SET
4) Mengirimkan sinyal-sinyal waktu
5) Menunggu sejumlah periode waktu tertentu
6) Menguji bit-bit
tertentu dalam sebuah register
6.
MEMORY
Ada dua macam
memori, yaitu primer dan sekunder. Memori primer adalah memori yang cepat dan
beroperasi dalam kecepatan elektronis. Memori ini bertugas menyimpan data yang
akan diolah. Contoh memori primer adalah RAM (Random-Access Memory). Di dalam
memori primer ada lokasi-lokasi tertentu yang digunakan untuk
menyimpan data yang berbeda. Tiap lokasi ini memiliki
semacam alamat/ address berupa angka untuk pengaksesannya.
Hal ini dapat
dianalogikan dengan lemari locker yang berisi banyak kotak kosong yang memiliki
nomor, sehingga tiap locker/ nomor memiliki kunci yang berbeda. Untuk membuka
locker ini kita harus menggunakan kunci yang tepat pada nomor/ alamat yang
diinginkan. Walaupun memori primer sangat penting dan cepat, namun harganya
sangat mahal. Untuk mendapat 2 Gigabyte RAM saja perlu mengeluarkan kocek yang
lumayan.
Oleh karena itu, memori
sekunder dibutuhkan untuk menyimpan data yang besar, namun hanya diakses
sesekali/ tidak sering. Banyak sekali memori sekunder yang tersedia, misalnya
Harddisk, CD ROM, dll.
Main Memory (memory Utama)
Adalah
memori computer secara langsung dapat diakses oleh cpu tanpa menggunakan jalur
input atau output computer. Komponen ini dugunakan untuk menyimpan data yang
yang sedang aktif digunakan. Berfungsi menyimpan data dan program, biasanya
bersifat volatile.s sebagian
computer memiliki hirarki memori yang terdiri atas 3 level, yaitu :
|
Level
teratas
Level
Primary memory
Level
Secondary memory
|
Register
Chace
memory
Main
memory
Disk
chace
Magnetic
disk
Magnetic
tape Optical disk
|
Ø Ada 2 tipe jenis memory :
·
RAM
( Random Access Memory )
·
ROM
( Random Only Memory )
Ø RAM
( Random Access Memory )
Merupakan sebuah perngkat keras
computer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara.
ukuran RAM =
Kilo Byte (KB) = 1024 byte, 1 byte =
8 bit (binary digit)
Mega Byte (MB) = 1024 KB
Giga Byte (GB) = 1024 MB
Tera Byte (TB) = 1024 GB
Ø ROM
( Random Only Memory )
Perangkat
keras pada computer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat
dibaca.
Ø Fungsi ROM yaitu,
1. Menyimpan program yang sifatnya tetap atau permanen,
tidak tergantung pada keberadaan arus listrik (nonvolatile).
2. Data-data
biasanya sudah terisi dan disediakan oleh pabrik perakitnya berupa program
Basic Input Output System (BIOS)
REFRENSI:
Komentar
Posting Komentar