CONTROL PROCESSING UNIT (CPU)

CPU, singkatan dari Central Processing Unit adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Prosesor sering digunakan untuk menyebut CPU pada umumnya. 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.

Pada sebuah CPU terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu:

1.    Sistem Bus 

            Sistem Bus dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa pada suatu sistem bus terdapat 3 jenis bus yaitu:

– Address Bus

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

– Data Bus

Adalah jalur‐jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing‐masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

– Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

2. ALU(Arithmetic And 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 (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 (>=)

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.

3. CLU (Central Logic Unit)

Bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada di sistem komputer, yaitu :

– mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output

– mengambil instruksi-instruksi dari memori utama

– mengambil data dari memori utama untuk diproses

– mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja dari ALU

– mengirim hasil proses ke memori utama untuk disimpan dan pada saatnya disajikan ke alat
output.

4. Set Register

Salah satu perbedaan pokok antara satu komputer dengan komputer lainnya adalah pada sifat set registernya.

Set register dapat dibedakan menjadi dua:

– set register tujuan khusus (special purpose.

– set register tujuan umum (general purpose)

Instruction Register (IR) atau Program Counter (PC) befungsi untuk menyimpan alamat instruksi yang sedang dijalankan. Memory Address Register (MAR) untuk menyimpan alamat memori yang akan diakses. Memory Buffer Register (MBR) untuk menampung data pada saat operasi pemuatan maupun penyimpanan data. Indexs Register (IR) untuk menyimpan indeks, misalnya untuk mengakses elemen dalam array. Flag Register atau Processor-Status Bits, misalnya untuk menyimpan indikasi hasil operasi aritmatika dan logika,
seperti:
– P (hasil Positif)

– Z (hasil Zero/Nol)

– N (hasil Negatif)

– C (Carry out)

– V (Over Flow)

5.    Memory

Memori komputer bertanggung jawab untuk menyimpan data dan aplikasi secara sementara atau secara permanen. Memori memungkinkan seseorang untuk menyimpan informasi yang tersimpan di komputer. Memori komputer dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: Memori primer dan Memori Sekunder.

1)      Memori primer

Memori primer (juga disebut memori utama), digunakan untuk akses langsung data oleh prosesor. Karena penyimpanan memori utama menunjukkan kemampuan proses yang lebih cepat, sangat mahal dan karenanya tidak sebagian besar digunakan untuk penyimpanan data. Kebanyakan sistem komputer di seluruh dunia menggunakan memori utama hanya untuk proses bootstrapping dengan tujuan tertentu, dan menggunakan perangkat memori sekunder untuk tujuan penyimpanan data pribadi.

Memori utama dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu Random Access Memory (RAM) dan Read Only Memory (ROM). RAM mempertahankan isinya selama listrik menyala. Sebuah chip RAM digunakan sebagai memori utama pada kebanyakan komputer saat ini. Namun, komputer lama (di era 80-an) menggunakan perangkat ROM (disket, pita magnetik, tetapi lebih menonjol disket) sebagai mekanisme memori utama.

2)      Random Access Memory (RAM)

RAM komputer yang bertanggung jawab untuk menyimpan data secara sementara, sehingga dapat segera diakses oleh prosesor sebagian dan bila diperlukan. Yang berarti bahwa data akan terhapus begitu pasokan pada perangkat penyimpanan dimatikan. RAM menyimpan data secara acak dan prosesor mengakses data ini secara acak dari penyimpanan RAM. Informasi yang disimpan di dalam RAM biasanya diambil dari hard disk komputer, dan termasuk data yang berhubungan dengan sistem operasi dan aplikasi tertentu. Ketika sistem dimatikan, RAM kehilangan semua informasi yang tersimpan. Data tetap tersimpan pada penyimpanan sekunder dan dapat dipertahankan ketika sistem berjalan lagi. Beberapa komputer lama menggunakan format delay-line untuk penyimpanan komputer. Sebagian besar komputer modern menggunakan sirkuit RAM tertanam pada motherboard yang membaca data dalam bursts.

Ø  Jenis-jenis RAM

Static RAM (Mahal dan cepat): SRAM menggunakan sirkuit bistable yang menempel untuk menyimpan satu bit masing-masing, dan karenanya lebih cepat daripada mitranya. Harga tinggi mencegah tidak banyak yang menggunakan pada mesin komputasi sehari-hari, tetapi banyak mesin modern menggunakan SRAM sebagai Cache prosesor.

Dynamic RAM: Banyak digunakan dalam komputer modern sebagai memori utama, DRAM lebih lambat dari SRAM, tapi tidak mahal karena dan mudah dalam perakitan pemasangkan penyimpanan memori.

3)      Read Only Memory (ROM)

ROM adalah bentuk penyimpanan permanen. ROM tetap aktif terlepas dari apakah power supply dihidupkan atau dimatikan. Meskipun demikian, ROM digunakan (dalam kasus yang jarang masih digunakan) sebagai perangkat utama untuk kebanyakan komputer di era 80-an. Ini karena perangkat ROM tidak memungkinkan data yang tersimpan di dalamnya dapat dimodifikasi. Seperti yang ditunjukan oleh namanya, data tersebut hanya bisa diakses dan dibaca oleh pengguna, tidak ditimpa, upgrade, atau dimodifikasi. Hal ini membuat pilihan ideal sebagai perangkat bootable pada komputer tua, juru program, dan portabel file OS operator. Program sistem yang tersimpan pada perangkat ROM tidak bisa diubah dan karenanya, aman tinggal digunakan. Memori ROM yang digunakan dalam komputer modern adalah pra-program oleh produsen sirkuit dan tidak dapat diubah oleh pengguna. Alasan utama mengapa ROM tidak secara luas digunakan dalam sistem komputer modern adalah karena biaya masking dan kesalahan pengambilan. Proses ini sangat mahal, dan hampir tidak ada manufaktur yang murah.

4)      Memory Sekunder

Memori sekunder tersedia pada perangkat penyimpanan massal untuk penyimpanan data permanen. Data yang tersimpan pada perangkat sekunder dipertahankan bahkan ketika tidak diberikan power. Data ini dapat dikirimkan pada umumnya, terlihat dan muncul sama pada mesin apapun, terlepas dari mana data pertama disalin ke perangkat penyimpanan sekunder. Tidak seperti memori utama, memori sekunder tidak langsung dapat diakses oleh komputer. Ketika komputer membutuhkan untuk menjalankan atau menjalankan aplikasi yang tersimpan dalam memori sekunder, pertama kali membawanya ke penyimpanan memori utama untuk sementara waktu, kemudian mengontrol dan menjalankan pelaksanaannya. Setelah eksekusi aplikasi dilakukan, prosesor melepaskan aplikasi dan mengembalikan kontrol dan data memori pada perangkat memori sekunder. Perangkat memori sekunder yang populer meliputi hard disk drive, flash drive (pen drive, kartu memori dll), dan zip drive.

Source :

http://jamilah.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/35151/ARKOM.pdf

https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_aritmatika_dan_logika

http://missnuroxfordutomo.blogspot.co.id/2011/04/pengertian-cpu-dan-fungsinya.html

http://siswantongeblog.blogspot.co.id/2015/10/sistem-bus.html

http://www.sridianti.com/pengertian-memori-komputer-jenis-memori-komputer.html