APA ITU CPU ( CENTRATL PROSES UNIT)
Pemroses Sentral (UPS) (bahasa Inggris:
Central Processing Unit; 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.
Komponen CPU
Diagram blok sederhana sebuah CPU.
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai
berikut.
- 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 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:
- 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 aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
- Menyimpan hasil proses ke memori utama.
- 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.
- 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 (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama
dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).
- 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.
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.
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
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 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 program akan 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.
REFERENSI:
http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
Tidak ada komentar:
Posting Komentar