APA
ITU CPU ?
PENGERTIAN
Unit
Pemroses Sentral (UPS) (bahasa Inggris: Central Processing Unit/Processor; CPU), merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami
dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain, pemroses/prosesor (processor), sering digunakan
untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam
sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak
pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah
umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU. CPU Merupakan
bagian utama dari komputer karena processor berfungsi untuk mengatur semua
aktifitas yang ada pada komputer. Kecepatan eksekusi processor tergantung
apalagi pada frekuensinya, satuan adalah MHz (MegaHertz) atau GHz (1 GigaHertz
= 1000 MegaHertz).
CARA kERJA CPU
Saat
data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali
diletakkan di MAA (melalui Input-storage); apabila berbentuk instruksi
ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register
siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil
instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register,
sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program
Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk
ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah
arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan
berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Akumulator. Apabila
hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk
ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan
menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.
FUNGSI
CPU berfungsi seperti
kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat
daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi
aritmetika dan
logika terhadap data yang diambil
dari
memori atau
dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa
perangkat keras, seperti
papan tombol,
pemindai,
tuas kontrol, maupun
tetikus. CPU dikontrol menggunakan
sekumpulan instruksi
perangkat lunak komputer.
Perangkat lunak tersebut dapat
dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti
cakram keras,
disket,
cakram padat, maupun pita perekam.
Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada
memori fisik (MAA), yang mana setiap
instruksi akan diberi alamat unik yang disebut
alamat memori.
Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada MAA dengan menentukan alamat
data yang dikehendaki.
Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang
disebut dengan
bus, yang
menghubungkan antara CPU dengan MAA. Data kemudian didekode dengan menggunakan
unit proses yang disebut sebagai
pendekoder instruksi yang
sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan ke
unit
aritmetika dan logika (
ALU)
yang melakukan kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara
oleh
ALU dalam sebuah lokasi memori yang
disebut dengan
register supaya dapat diambil kembali dengan cepat
untuk diolah.
ALU dapat melakukan operasi-operasi
tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi
terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali
ke
memori fisik,
media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi.
Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan
penghitung
program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya
instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.
PERCABANGAN
INSTRUKSI
Pemrosesan instruksi dalam CPU dibagi
atas dua tahap, Tahap-I disebut Instruction Fetch, sedangkan Tahap-II disebut
Instruction Execute. Selama Tahap-I Control Unit mengambil data dan/atau
instruksi dari main-memory ke register, sedangkan selama Tahap-II Control Unit
menghantarkan data dan/atau instruksi dari register ke main-memory untuk
ditampung di MAA, setelah Instruction Fetch dilakukan. Waktu pada Tahap-I
ditambah dengan waktu pada Tahap-II disebut waktu siklus mesin (EN:
"machine cycle time").
Penghitung program dalam CPU umumnya bergerak secara berurutan. Walaupun
demikian, beberapa instruksi dalam CPU, yang disebut dengan instruksi
lompatan, mengizinkan CPU mengakses instruksi yang terletak bukan pada
urutannya. Hal ini disebut juga percabangan instruksi (branching instruction).
Cabang-cabang instruksi tersebut dapat berupa cabang yang bersifat kondisional
(memiliki syarat tertentu) atau non-kondisional. Sebuah cabang yang bersifat
non-kondisional selalu berpindah ke sebuah instruksi baru yang berada di luar
aliran instruksi, sementara sebuah cabang yang bersifat kondisional akan
menguji terlebih dahulu hasil dari operasi sebelumnya untuk melihat apakah
cabang instruksi tersebut akan dieksekusi atau tidak. Data yang diuji untuk
percabangan instruksi disimpan pada lokasi yang disebut dengan flag.
SISTEM
BUS
PENGERTIAN
SISTEM BUS
Bus adalah Jalur
komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk
menghubungkan berbagai sub sistem. Karakteristik penting sebuah bus adalah
bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem
komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara
dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.
Suatu Komputer tersusun
atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat Input/Output.
setiap computer saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi.
Sistem Bus adalah
penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya.
Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu
computer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan
dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil
eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus.
CARA
KERJA SISTEM BUS
Pada sistem komputer
yang lebih maju, arsitektur komputernya
akan lebih kompleks, sehingga untuk meningkatkan performa, digunakan beberapa
buah bus.
Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa
device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan
oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front
Side Bus) .
Sementara perangkat
lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang
terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk
komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.
STRUKTUR
BUS
Saluran Data
Saluran data memberikan
lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara
kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran,
jumlah saluran diakitakan denang lebar bus data. Karena pada suatu saat
tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran
menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data
merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan.
Misalnya, bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit,
maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus
instruksinya.
Saluran Alamat
Saluran alamat
digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya,
bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh
alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan
kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga
dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya, bit-bit berorde
lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.
Saluran
Kontrol
Saluran kontrol
digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan
saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh
komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal
kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara
modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan
informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang
akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read,
I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request,
interrupt ACK, clock, reset.
Secara umum saluran
kontrol meliputi :
· Memory Write, memerintahkan data pada
bus yang akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.
· Memory Read memerintahkan data dari
lokasi alamat ditempatkan pada bus data.
· I/O Write, memerintahkan data pada bus
dikirim ke lokasi port I/O.
· I/O Read, memerintahkan data dari port
I/O ditempatkan pada bus data.
· Transfer ACK,
menunjukkan data telah
diterima dari bus
atau data telah ditempatkan pada bus.
· Bus Request, menunjukkan bahwa modul
memerlukan kontrol bus.
· Bus
Grant, menunjukkan modul yang
melakukan request telah diberi hak
mengontrol bus.
· Interrupt Request, menandakan adanya
penangguhan interupsi dari modul.
· Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan
interupsi telah diketahui CPU.
· Clock, kontrol untuk sinkronisasi
operasi antar modul.
· Reset, digunakan untuk
menginisialisasi seluruh modul.
ALU
ALU unit
yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar
instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena
bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika
boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama
dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmetika yang terjadi sesuai
dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmetika dengan dasar
penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu
operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi
perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu
sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama
dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).
Control
Unit
Unit kontrol yang mampu
mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.
CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja
antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung
jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan
menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan
aritmetika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi
tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori
utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.
Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:
·
Mengatur
dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).
·
Mengambil
instruksi-instruksi dari memori utama.
·
Mengambil
data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
·
Mengirim
instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmetika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja dari ALU.
·
Menyimpan
hasil proses ke memori utama.
SET
REGISTER
Register merupakan
alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan
untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini
bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat di olah
ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat
diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara
manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi
ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan
mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
MEMORI
Memori (atau lebih tepat disebut memori fisik) merupakan istilah
generik yang merujuk pada media penyimpanan data sementara
pada komputer. Setiap program
dan data yang sedang diproses oleh prosesor akan disimpan di dalam memori fisik. Data yang disimpan
dalam memori fisik bersifat sementara, karena data yang disimpan di dalamnya
akan tersimpan selama komputer tersebut masih dialiri daya (dengan kata lain,
komputer itu masih hidup). Ketika komputer itu direset atau dimatikan, data
yang disimpan dalam memori fisik akan hilang. Oleh karena itulah, sebelum
mematikan komputer, semua data yang belum disimpan ke dalam media penyimpanan
permanen (umumnya berbasis disk, semacam hard disk atau floppy disk), sehingga data
tersebut dapat dibuka kembali di lain kesempatan. Memori fisik umumnya
diimplementasikan dalam bentuk Random Access Memory (RAM), yang bersifat dinamis (DRAM).
Mengapa disebut Random Access, adalah karena akses terhadap lokasi-lokasi di dalamnya
dapat dilakukan secara acak (random), bukan secara berurutan (sekuensial).
Meskipun demikian, kata random access dalam RAM ini sering menjadi salah kaprah. Sebagai
contoh, memori yang hanya dapat dibaca (ROM), juga
dapat diakses secara random, tetapi ia dibedakan dengan RAM karena ROM dapat
menyimpan data tanpa kebutuhan daya dan tidak dapat ditulisi sewaktu-waktu.
Selain itu, hard disk yang juga
merupakan salah satu media penyimpanan juga dapat diakses secara acak, tapi ia
tidak digolongkan ke dalam Random Access Memory.
SUMBER
:
