CPU (Central Proccessing Unit)

CPU (Central Processing Unit)

Seperti yang telah diketahui pada judul pembahasan kali ini, CPU merupakan singkatan dari Central Processing Unit atau Pengolah Pusat. Secara awam kita juga sering menyebutnya sebagai processor, karena merupakan pusat pengolahan data dalam sebuah komputer. CPU diibaratkan sebagai sebuah otak dari komputer itu sendiri. Cepat atau lambatnya kinderja dari sebuah komputer cukup ditentukan oleh kualitas dan teknologi dari CPU yang digunakan.

CPU adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Adapun mikroprocessor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprocessor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

Berikut ini adalah bagian bagian komponen yang ada pada CPU :

Unit Kontrol (Control Unit)

Unit kontrol ini adalah bagian dari processor yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini 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 instruksi-instruksi 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 (Aritmathic Logic Unit). 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 input dan output, Mengambil dan mengendalikan alat alat input dan Output, Mengambil instruksi instruksi dari memori utama, Mengambil data dari memori utama (Jika diperlukan) untuk di proses, mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, mengawasi kerja dari ALU, dan Menyimpan hasil proses ke memori utama.

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 di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. jika dianalogikan, 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 (Aritmathic Logic Unit)

Alu juga merupakan bagian dari CPU yang bertugas untuk melakukan operasi aritmatika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering disebut mesin bahasa, karena bagian ini alu terdiri dari dua bagian diantaranya adalah unit aritmatika dan unit logika boolean yang masing masingnya memiliki spesifikasi tugas sendiri. Tugas ALU itu sendiri 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 sendiri adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan program instruksi. 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.

Fungsi CPU

Fungsi dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logia 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 tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (MAA), CPU dapat mengakses data-data pada MAA dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.

CU (Control Unit)

Control Unit (CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang tugasnya untuk memberikan arahan/kendali/kontrol terhadap operasi yang dilakukan dibagian ALU dalam CPU tersebut. Output dari Cu ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

CU diimplementasikan sebagai ad-hoc yang susah untuk di desain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi,bus dan peralatan I/O diluar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing masing dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor)

Tugas dari CU adalah sebagai berikut :

·         Mengambil instruksi instruksi dari memori utama

·         Mengatur dan mengendalikan alat alat input dan output

·         Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja

·         Menyimpan hasil proses ke memori utama

Berikut ini adalah macam macam CU :

·         Single-Cycle CU

·         Multi-Cycle CU

Set Register

Register prosesor merupakan memory yang dapat diakses secara cepat untuk central processing unit (CPU). Register biasanya terdiri dari sejumlah kecil penyimpanan cepat, meskipun beberapa register memiliki fungsi hardware tertentu, dapat berupa read-only atau menulis-hanya. Register biasanya ditangani oleh mekanisme lain dari memori utama, tetapi mungkin dalam beberapa kasus menjadi pemetaan memori.

Register prosesor biasanya berada di bagian atas hirarki memori, dan menyediakan cara tercepat untuk mengakses data. register prosesor biasanya mengacu hanya untuk kelompok register yang secara langsung dikodekan sebagai bagian dari instruksi, seperti yang didefinisikan oleh set instruksi. Namun, CPU modern dengan kinerja tinggi sering memiliki duplikat dari "register arsitektur" dalam rangka meningkatkan kinerja melalui daftar penamaan register, yang memungkinkan eksekusi paralel. desain x86 modern mengakuisisi teknik ini sekitar tahun 1995 dengan rilis dari Pentium Pro, Cyrix 6x86, Nx586, dan AMD K5.

Memori

Memori merupakan suatu istilah generik yang merujuk pada media penyimpanan data sementara pada komputer. Semua program dan data yang sedang diproses oleh prosesor akan di simpan didalam memori fisik. Ketika komputer itu direset atau dimatikan, data yang disimpan dalam memori fisik akan hilang.

ROM (Ready Only Memory)

ROM adalah Memory yang hanya dapat di baca, tidak dapat di hapus dan sudah di isi oleh pabrik pembuat komputer (Tidak bisa di setting kembali). Perintah pada ROM sebagian akan di pindahkan ke RAM. Perintah yang ada di ROM antara lain :

·         Perintah untuk membaca Sistem Operasi dari disk.

·         Perintah untuk mengecek semua peralatan yang ada di Unit Sistem.

·         Perintah untuk menampilkan pesan di layar.

Perkembangan ROM (Read Only Memory)

·         PROM (Programble ROM) : ROM yang bisa di program kembali dengan catatan hanya bisa di program 1 x.

·         RPROM (Re-Programble ROM) : ROM yang bisa di program ulang sesuai dengan yang kita inginkan.

·         EPROM (Eraseble Programble ROM) : ROM yang dapat di hapus dan di program kembali tetapi cara penghapusannya dengan menggunakan Sinar Ultraviolet.

·         EEPROM (Electrically Eraseble Programble ROM) : ROM yang bisa di program dengan Teknik Elektronik.

RAM (Random Access Memory)

RAM adalah Memory tempat Penyimpanan sementara pada saat komputer di jalankan dan dapat di acces secara acak atau random. Fungsi dari RAM adalah mempercepat Pemprosesan data pada komputer. Semakin besar RAM yang Anda miliki, semakin cepatlah Komputer yang Anda miliki.

Jenis Memory RAM

·         EDORAM (Extended Data Out RAM)

·         SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)

·         DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM)

·         RDRAM (Rambus Dynamic RAM)

DAFTAR PUSTAKA

https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwjm7rjZoOvWAhWIi7wKHfs-BUsQFggmMAA&url=http%3A%2F%2Fintan_meutia.staff.gunadarma.ac.id%2FDownloads%2Ffiles%2F52206%2FCentral%2BProcessing%2BUnit.pdf&usg=AOvVaw2kXtJ-u35gJJmigsmp2AJL

http://ekapka.blogspot.co.id/2013/09/pengertian-control-unit-cu-dan.html

http://tkj.smapluspgri.sch.id/knowledge/pengertian-cpu-central-processing-unit/

http://laksamana-embun.blogspot.co.id/2009/12/apa-itu-memory.html

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

Set Instruksi

Pada dasarnya operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (machine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions). Jadi bisa dikatakan bahwa Set instruksi adalah kumpulan lengkap dari instruksi yang dapat dieksekusi oleh CPU dan merupakan interface antara perancang komputer dan programmer.

Pada  set instruksi terdapat beberapa elemen elemen instruksi sebagai berikut :

·         Operation Code (Op Code) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan

·         Source Operand Reference : Dengan data ini merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan

·         Result Operand Reference : Merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan

·         Next Instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

Desain Set Instruksi

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

·         Kelengkapan set instruksi

·         Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)

·         Kompatibilitas : - Source code compatibility - Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:

·    Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya

·  Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.

· Register: Banyaknya register yang dapat digunakan 4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand

Teknik Pengalamatan

Pada teknik pengalamatan, penyimpanan data ke dalam memori komputer, tentu memori tersebut diberi identitas (yang disebut dengan alamat/address) agar ketika data tersebut diperlukan kembali, komputer bisa mendapatkannya sesuai dengan data yang pernah diletakkan di sana.

Jenis jenis teknik pengalamatan yang paling umum adalah diantaranya :

·         Immediate

·         Direct

·         Indirect

·         Register

·         Register Indirect

·         Displacement

·         Stack

Terdapat tiga teknik dasar untuk teknik pengalamatan yaitu :

·         Pemetaan langsung (direct mapping) yang terdiri dari dua cara yakni Pengalamatan Mutlak (absolute addressing) dan Pengalamatan relatif (relative addressing)

·         Pencarian Tabel (directory look-up), dan

·         Kalkulasi (calculating)

Teknik pengalamatan ini hampir sudah tidak diperlukan lagi oleh pemakai komputer, karena hampir seluruh software yang beredar dipasaran tidak mengharuskan si pemakai menentukan di alamt mana datanya akan disimpan ( semua sudah otomatis dilakukan oleh si software).

Jadi, yang telah kita pelajari adalah bagaimana kira kria si software tersebut melakukan teknik pengalamatannya, sehingga data yang sudah kita berikan dapat disimpan di alamat memori tertentu dan dapat diambil kembali dengan tepat.

ARITHMETIC

 Berikut ini adalah tindakan tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic :

·         Transfer data sebelum atau sesudah.

·         Melakukan fungsi dalam ALU.

·         Menset kode-kode kondisi dan flag.

Berikut ini adalah beberapa operasi set instruksi untuk arithmetic :

·         ADD : penjumlahan

·         SUBTRACT : pengurangan

·         MULTIPLY : perkalian

·         DIVIDE : pembagian

·         ABSOLUTE

·         NEGATIVE

·         INCREMENT

·         DECREMENT

Untuk ABSOLUTE, NEGATIVE, INCREMENT DAN DECREMENT merupakan instruksi operand tunggal.

SUMBER

https://littleradita.files.wordpress.com/2010/12/pertemuan-12-set-instruksi.pdf

https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0ahUKEwitwrXXouXWAhXEiLwKHd4SAy4QFggyMAI&url=http%3A%2F%2Fmichrandi.staff.telkomuniversity.ac.id%2Ffiles%2F2016%2F01%2Fcoa-8.pdf&usg=AOvVaw2JgZgMZNaXd_zzW4tghd0s