Central processing unit (CPU)
Central processing unit (CPU) dari sebuah komputer adalah bagian dari hardware yang melaksanakan instruksi dari program komputer. CPU melakukan aritmatika, logic, dan operasi input serta output dasar dari sebuah sistem komputer. CPU seperti otak dari komputer.
Saat data atau instruksi
dimasukkan ke processing-devices, data akan diletakkan di MAA (melalui input-storage). Apabila berbentuk instruksi ditampung oleh control unit di program-storage. Apabila berbentuk data ditampung di working-storage).
Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka control unit akan
mengambil instruksi dari program-storage untuk dikumpulkan ke instruction register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung
di program counter. Data yang diambil oleh control unit dari working-storage untuk ditampung di general-purpose register (dalam hal ini di operand-register). Jika berdasarkan 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 akumulator 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. Kemudian dari output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.
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. Setiap instruksi akan
diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses
data-data pada memori 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 memori. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses
yang disebut sebagai dekoder instruksi yang dapat 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.
Sistem Bus
Bus merupakan Jalur komunikasi yang dibagi pemakai suatu set kabel
tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai sub sistem. Karakteristik
penting sebuah 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 komputer dalam menjalankan tugasnya. Transfer data
antar komponen mendominasi kerja suatu komputer. 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
sistem bus.
Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitektur komputernya akan
lebih kompleks. Untuk meningkatkan performa komputer, 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.
Unit kontrol
Unit kontrol berfungsi sebagai mengatur jalannya program. CPU bertugas mengontrol
komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan
fungsi-fungsi operasinya. Tugas 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.
Sinyal control didalam prosesor: terdiri dari dua macam: sinyal-sinyal yang
menyebabkan data dipindahkan dari register yang satu keregister yang lainnya, dan sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi
fungsi-fungsi ALU tertentu.
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.
langkah karakteristik
unit control:
· Menentukan
elemen dasar prosesor
· Menjelaskan
operasi mikro yang akan dilakukan prosesor
· Menentukan
fungsi-fungsi yang harus dilakukan unit control agar menyebabkan pembentukan operasi mikro
Masukan-masukan unit control:
1. Clock / pewaktu adalah cara unit control dalam menjaga waktunya.
Unit control menyebabkan sebuah operasi mikro (atau sejumlah operasi mikro yang
bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu. Pulsa ini dikenal sebagai waktu
siklus prosesor.
2. Register instruksi merupakan opcode instruksi saat itu digunakan untuk
menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan selama siklus eksekusi.
3. Flag diperlukan
oleh unit control untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU
sebelumnya.
4. Sinyal control
untuk mengontrol bus memberikan sinyal-sinyal ke unit control,
seperti sinyal-sinyal interupsi dan acknowledgement.
Arithmetic Logic Unit
Arithmetic Logic Unit (ALU) adalah
salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk
melakukan operasi hitungan aritmetika dan logika. Contoh operasi aritmetika
adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika
adalah logika AND dan OR. tugas utama dari ALU yaitu melakukan semua
perhitungan aritmetika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi
program. 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 lalin
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:
· sama dengan (=)
· tidak sama dengan (<>)
· kurang dari (<
· kurang atau sama dengan dari (<=)
· lebih besar dari (>)
· lebih besar atau sama dengan dari (>=)
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.
Register
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai
kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan 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.
Register prosesor berdiri pada
tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah
yang paling cepat. kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya
adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat
dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur
dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit",
"register 16-bit", "register 32-bit", atau "register
64-bit" dan lain-lain.
Istilah register saat ini dapat
merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk
melakukan input atau output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh
set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register
Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan
sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tetapi CPU yang
mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan
register 32-bit.
Register terbagi menjadi beberapa kelas:
· Register data, digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan
bulat (integer).
· Register alamat, digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan
juga untuk mengakses memori.
· Register general
purpose, digunakan
untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
· Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan
titik mengambang (floating-point).
· Register konstanta (constant register), digunakan untuk
menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only),
semacam phi, null, true, false dan
lainnya.
· Register vektor, digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor
yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
· Register special
purpose, digunakan
untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer,
stack pointer, dan status register.
· Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam
beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan
yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register
langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis
ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Memori
Memori 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).
Random Access, adalah memori yang
lokasi-lokasi di dalamnya dapat dilakukan secara acak (random), bukan secara
berurutan (sekuensial). 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.
Komponen utama dalam sistem komputer
adalah Arithmetic and Logic Unit (ALU), Control Circuitry, Storage Space dan
piranti Input/Output. Tanpa memori, komputer hanya berfungsi sebagai piranti
pemroses sinyal digital saja, contohnya kalkulator atau media player. Kemampuan
memori untuk menyimpan data, instruksi dan informasi-lah yang membuat komputer
dapat disebut sebagai komputer multi-fungsi (general-purpose). Komputer
merupakan piranti digital, maka informasi disajikan dengan sistem bilangan
biner (binary). Teks, angka, gambar, suara dan video dikonversikan menjadi
sekumpulan bilangan biner (binary digit atau disingkat bit). Sekumpulan
bilangan biner dikenal dengan istilah BYTE, dimana :
1 bita = 8 bit
1 bit = 1 karakter
1 kilobita = 1024 bita
bps = bit per second 1 kbps = 1000 bps 1 mbps =
1.000.000 bps
Semakin besar ukuran memorinya maka
semakin banyak pula informasi yang dapat disimpan di dalam komputer (media
penyimpanan).
Jenis-jenis memori
Beberapa jenis memori yang banyak
digunakan adalah sebagai berikut:
·
Register prosesor
·
RAM atau Random Access Memory
·
Cache Memory (SRAM) (Static RAM)
·
Memori fisik (DRAM) (Dynamic RAM)
·
Perangkat penyimpanan berbasis disk magnetis
·
Perangkat penyimpanan berbasis disk optik
·
Memori yang hanya dapat dibaca atau ROM (Read Only Memory)
·
Flash Memory
·
Punched Card (kuno)
·
CD atau Compact Disk
·
DVD
Referensi:
Komputer, Hal 154-155, karangan Prof.Dr.Jogiyanto H.M, M.B.A.,Akt.)
http://sempoah.blogspot.co.id/p/pengertian-bus.html
Komentar
Posting Komentar