Posted by : Unknown
Selasa, 13 Maret 2012
Kita sering menyebut wadah atau casing perangkat keras atau hardware
sebagai CPU. Namun sebenarnya CPU
atau kepanjangan dari Central Processing Unit ini merupakan salah satu
perangkat keras atau hardware itu sendiri, yaitu Processor.
Central Processing Unit (CPU) atau
dikenal juga dengan Processor merupakan pusat pengeksekusi setiap tugas atau perintah
baik yang berupa data maupun informasi di dalam sistem computer. 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 ini berbentuk IC yang diberi nama sesuai dengan tipenya, misalnya
8088 untuk PC XT dan 80286 untuk PC AT,Pentium IV dan sebagainya. Karena CPU
ini berada pada suatu board (papan) yang disebut motherboard dan terletak dalam
kotak (casing), sekarang ini orang jadi cenderung menyebut kotak berisi catu
daya, disk drive dan motherboard sebagai CPU/ kotak CPU. Di dalam kotak CPU
biasanya terdapat 2 buah disket drive yang diberi nama disket drive A dan
disket drive B. selain disket drive ada juga yang mempunyai hard disk dan CD
ROM.
A. Komponen CPU
Berbagai komponen CPU, yaitu
sebagai berikut:
Unit Kontrolmampu mengatur jalannya program.CPU
bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen
dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya.termasuk dalam tanggung jawab, unit
kontrol mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis
instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika 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:
ê Mengatur
dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).
ê Mengambil
instruksi-instruksi dari memori utama.
ê Mengambil
data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
ê Mengirim
instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja dari ALU.
ê Menyimpan
hasil proses ke memori utama.
Register
merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi,
yang digunakan untuk menyimpan data danatau 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.
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 aritmatika yang terjadi sesuai
dengan instruksi program.ALU melakukan semua operasi aritmatika 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
(!=), kurang dari (<), kurang dari atau sama dengan (≤), lebih besar dari
(>), dan lebih besar atau sama dengan (≥).
CPU Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.
C. 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 Unitakan
menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage.
Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan
ke output-devices.
D. Fungsi CPU
CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya
pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika
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
lunakkomputer.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 aritmatika 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 programakan 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. Tahap-I
berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit mengambil data dan/atau instruksi
dari main-memory ke register, sedangkan Tahap-II berisikan pemrosesan CPU
dimana 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
(machine cycles 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.
Bilangan yang dapat ditangani
Kebanyakan CPU dapat menangani dua jenis bilangan,
yaitu fixed-point dan floating-point.Bilangan
fixed-point memiliki nilai digit spesifik pada salah satu titik
desimalnya.Hal ini memang membatasi jangkauan nilai yang mungkin untuk
angka-angka tersebut, tetapi hal ini justru dapat dihitung oleh CPU secara
lebih cepat. Sementara itu, bilangan floating-point merupakan bilangan
yang diekspresikan dalam notasi ilmiah, di mana sebuah angka direpresentasikan
sebagai angka desimal yang dikalikan dengan pangkat 10 (seperti 3,14 x 1057).
Notasi ilmiah seperti ini merupakan cara yang singkat untuk mengekspresikan
bilangan yang sangat besar atau bilangan yang sangat kecil, dan juga
mengizinkan jangkauan nilai yang sangat jauh sebelum dan sesudah titik
desimalnya. Bilangan ini umumnya digunakan dalam merepresentasikan grafik dan
kerja ilmiah, tetapi proses aritmatika terhadap bilangan floating-point
jauh lebih rumit dan dapat diselesaikan dalam waktu yang lebih lama oleh CPU
karena mungkin dapat menggunakan beberapa siklus detak CPU. Beberapa komputer
menggunakan sebuah prosesor sendiri untuk menghitung bilangan floating-point
yang disebut dengan FPU
(disebut juga math co-processor) yang dapat bekerja secara paralel
dengan CPU untuk mempercepat penghitungan bilangan floating-point.FPU saat ini menjadi
standar dalam banyak komputer karena kebanyakan aplikasi saat ini banyak
beroperasi menggunakan bilangan floating-point.
Daftar Pustaka:
http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
Daftar Pustaka:
http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral