A. Pengertian CPU
CPU (Central Processing Unit) adalah
otak atau sumber dari komputer yang mengatur dan memproses seluruh kerja
komputer. 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 terletk 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.
B. Fungsi CPU
Fungsi utama CPU adalah menjalankan program-program yang disimpan di memori
utama. Hal ini dilakukan dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori
utama dan mengeksekusinya satu persatu sesuai dengan alur perintah. Pekerjaan
ini dilakukan dalam dua tahapan yaitu membaca instruksi (fetch) dan
melaksanakan instruksi tersebut (execute). Proses membaca dan melaksankan ini
dilakukan berulang-ulang sampai semua instruksi yang terdapat di memori utama
dijalankan atau komputer dimatikan. Proses ini dikenal juga sebagai siklus
fetch-eksekusi.
a) Siklus fetch-eksekusi bisa
dijelaskan sebagai berikut
· i. di awal setiap
siklus, CPU akan membaca dari memori utama,
ii. sebuah register, yang disebut Program Counter (PC), akan mengawasi dan
menghitung instruksi selanjutnya,
iii. ketika CPU membaca sebuah instruksi, Program Counter akan menambah satu
hitungannya,
iv. lalu instruksi-instruksi yang dibaca tersebut akan dimuat dalam suatu
register yang disebut register instruksi (IR), dan akhirnya
v. CPU akan melakukan interpretasi terhadap instruksi yang disimpan dalam
bentuk kode binari, dan melakukan aksi yang sesuai dengan instruksi tersebut.Download
b) Siklus Intruksi
i. Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan
alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan
penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila
panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka
tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.
ii. Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi
memorinya ke CPU.
iii. Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk
menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
iv. Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini
dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
v. Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul
I/O.
vi. Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam
instruksi.
vii. Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
Sub Siklus Intruksi
a. Fetch : membaca instruksi berikutnya dari memori ke dalam CPU
b. Execute : menginterpretasikan opcode dan melakukan operasi yang
diindikasikan
c. Interrupt : Apabila interrupt diaktifkan dan interrupt telah terjadi, simpan
status proses saat itu dan layani interrupt.
Aksi – Aksi CPU
i. CPU Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya
ii. CPU – I/0, perpindahan data dari CPU ke modul I/0 dan sebaliknya
iii. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika
terhadap data
iv. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya
instruksi pengubahan urusan eksekusi
C. Komponen – Komponen CPU
a) Control Unit yang mampu
mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.
CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar
komponen 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
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.
Tugas dari control unit ini adalah:
Ø Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
Ø Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
Ø Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk
diproses.
Ø Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika
atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU
Ø Menyimpan hasil proses ke memori utama.
b) 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 di gunakan 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
c) Aritmetic Logic 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 (matematika) 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, dan lebih besar atau sama dengan.
d) 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.
D. Cara Kerja CPU
Saat data dan/atau instruksi
dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (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 Accumulator. 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.
Postingan
