A.
Pengertian
CPU
Tugas softskill 4
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).
B.
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.
C.
Fungsi
CPU
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.
D.
Pengertian
dan cara kerja 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.
E.
Komponen
CPU
v 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.
v ALU, singkatan dari Arithmetic
And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmetika dan logika), 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 (Arithmetic And Logic Unit)adalah 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:
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 (>=) (sumber: Buku Pengenalan Komputer,
Hal 154-155, karangan Prof.Dr.Jogiyanto H.M, M.B.A.,Akt.)
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.
v
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.
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/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.
§ Jenis register
Register terbagi menjadi
beberapa kelas:
·
Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan
bulat (integer).
·
Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga
untuk mengakses memori.
·
Register general
purpose, yang dapat 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),
yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca
(bersifat read-only), semacam phi, null, true, falsedan
lainnya.
·
Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang
dilakukan oleh prosesor SIMD.
·
Register special
purpose yang dapat 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.
v 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.
§ Penggunaan memori
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:
a. Register
prosesor
b. RAM
atau Random Access Memory
c. Cache
Memory (SRAM) (Static RAM)
d. Memori
fisik (DRAM) (Dynamic RAM)
e. Perangkat
penyimpanan berbasis disk magnetis
f. Perangkat
penyimpanan berbasis disk optik
g. Memori
yang hanya dapat dibaca atau ROM (Read Only Memory)
h. Flash
Memory
i. Punched
Card (kuno)
j. CD
atau Compact Disk
k. DVD
§ Pembagian memori
Dalam
pembicaraan mengenai arsitektur komputer seperti arsitektur von Neumann,
misalnya, kapasitas dan kecepatan memori dibedakan dengan menggunakan hierarki
memori. Hierarki ini disusun dari jenis memori yang paling cepat hingga yang
paling lambat; disusun dari yang paling kecil kapasitasnya hingga paling besar
kapasitasnya; dan diurutkan dari harga tiap bit memori-nya mulai dari yang
paling tinggi (mahal) hingga yang paling rendah (murah).
Referensi:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar