CPU adalah
singkatan dari Central Processing Unit, yaitu perangkat keras
komputer (harware) yang bertugas melaksanakan perintah dan mengolah data
dari perangkat lunak. Sering disebut sebagai prosesor, atau otaknya
komputer. CPU itu sendiri adalah komponen internal komputer. CPU bentuknya kecil
dan persegi, berisi beberapa konektor logam pada bagian bawahnya untuk
dimasukkan secara langsung ke soket CPU pada motherboard. Setiap
motherboard hanya mendukung jenis tertentu dari CPU sehingga anda harus
memeriksa spesifikasi motherboard sebelum mencoba untuk mengganti atau
meng-upgrade CPU. Berbarengan dengan CPU umumnya juga dilekatkan heat sink dan
kipas kecil yang terpasang langsung di atas CPU untuk membantu menjaga agar
tidak terlalu panas.
Komponen CPU
Komponen CPU
CPU
terdiri atas tiga komponen, yaitu:
- Control Unit,
atau Unit Kontrol, bertugas sebagai pusat dari pengendalian komputer yaitu
mengambil berbagai data dan instruksi dari memori untuk diproses,
menyeleksi instruksi yang berhubungan dengan fungsi logika dan aritmetika dan
mengirimkannya ke bagian ALU untuk diproses, mengawasi kerja ALU, mengatur
alat-alat input output, dan membawa kembali hasil (output) pemrosesan ke memori
utama.
- ALU (Arithmetic
and Logical Unit), berfungsi melakukan proses perhitungan aritmatika dan logika
sesuai dengan instruksi program.
- Register,
berfungsi sebagai memori tempat penyimpanan data atau instruksi yang akan
diproses. Data dari memori utama (RAM) diambil kemudian ditempatkan di
register, selanjutnya data dari registerlah yang diproses.
Metode Kerja
Metode Kerja
Saat
sebuah program akan dieksekusi, maka isi program tersebut yang berada di dalam
harddisk diambil dan di masukkan ke RAM. Control Unit membedakan instruksi dan
data, instruksi ditempatkan ke Program-Storage sedangkan data ditempatkan di
Working-Storage. Selanjutnya instruksi dan data tersebut di ambil oleh Control
Unit di simpan di Register. Bila instruksi merupakan perhitungan logika atau
aritmatika, maka ia dibawa ke ALU untuk diproses. Hasilnya akan ditampung di
Accumulator. Control Unit akan mengambilnya dan membawanya kembali ke RAM yang
kemudian di tampilkan hasilnya ke alat output.
Daftar MicroPrcessor Yang Umum Dikenal
Daftar MicroPrcessor Yang Umum Dikenal
Berikut
ini daftar dari CPU yang umum dikenal:
AMD: Athlon,
Athlon 64, Athlon XP, Duron, Opteron, Sempron, Turion.
ARM: ARM.
ARM: ARM.
Digital Equipment Corporation: V-11, MicroVAX 78032, CVAX, Rigel, Mariah,
NVAX, Alpha, StrongARM.
Elbrus:
Elbrus-3.
Fairchild Semiconductor: Clipper.
Hewlett-Packard:
Capricorn, FOCUS, PA-7000 ~ PA-8900, Saturn.
IBM: IBM
801, Cell Processor, Broadway Processor.
POWER:
POWER 1 ~ 6, RISC Single Chip, P2SC.
PowerPC-AS:
A10, A25, A30, RS64.
Intel:
Itanium, Xeon, Core i5, Core i7, Core 2, Core, Pentium ( Pro, MMX, II, III, 4,
D, M, Dual-Core),
Celeron,
Atom.
MIPS Technologies:
R2000, R3000, R3000A, R4000, R4400, R6000, R8000, R10000, R12000, R14000,
R16000.
National Semiconductor: NS320xx.
NEC:
V20/V25/V40 dan V30/V33/V50.
SPARC:
SPARC.
Texas Instruments:
TMS1000, TMS1100, TMS7000, TMS9900.
VIA:
VIA, VIA C3, VIA C7, VIA Eden.
Western Electric:
WE-32000.
Zilog: Zilog,
Z80, Zilog Z8000.
Disini kita akan
membahas mengenai: ALU, Set Register, Control Logic Unit, dan Memori
v
ALU (Arithmetic Logic
Unit)
ALU, singkatan dari
Arithmetic And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmatika dan logika),
adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk
melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika
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 aritmatika atau matematika yang terjadi
sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya.
Seperti pengurangan, pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar
penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk
melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. 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.
v TUGAS dan FUNGSI ALU
Tugas
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 (>=)
Arithmatic
Logical Unit (ALU) Juga Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data
komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini
mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. ALU
terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang
masing – masing memiliki spesifikasi dan tugas tersendiri. 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.
Arithmetic
Logical Unit (ALU) merupakan unit penalaran secara logic. ALU ini
merupakan Sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan
membandingkan. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk dikalkulasi dan
kemudian dikirim kembali ke memori. Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya
komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang kenal dengan
nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang berfikir untuk
menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.
ALU
sendiri merupakan suatu kesatuan alat yang terdiri dari berbagai komponen
perangkat elektronika termasuk di dalamnya sekelompok transistor, yang
dikenal dengan nama logic gate, dimana logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan
perintah dasar matematika dan operasi logika. Kumpulan susunan dari logic gate
inilah yang dapat melakukan perintah perhitungan matematika yang lebih komplit
seperti perintah “add” untuk menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian
dari suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan
dari logic gate ini juga mampu untuk melaksanakan perintah yang berhubungan
dengan logika, seperti hasil perbandingan dua buah bilangan.
Instruksi
yang dapat dilaksanakan oleh ALU disebut dengan instruction set.
Perintah yang ada pada masing-masing CPU belum tentu sama, terutama CPU yang
dibuat oleh pembuat yang berbeda, katakanlah misalnya perintah yang
dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum tentu sama dengan CPU yang
dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya. Jika perintah
yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama, maka pada level
inilah suatu sistem dikatakan compatible. Sehingga sebuah program atau
perangkat lunak atau software yang dibuat berdasarkan perintah yang ada
pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua jenis prosesor,kecuali untuk
prosesor yang compatible dengannya.
Seperti
halnya dalam bahasa yang digunakan oleh manusia, instruction set ini juga
memiliki aturan bahasa yang bisa saja berbeda satu dengan lainnya.
Bandingkanlah beda struktur bahasa Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa
lainnya, begitu juga dengan instruction set yang ada pada mesin, tergantung
dimana lingkungan instruction set itu digunakan.
v SET REGISTER
Bagian CPU berikutnya adalah
register. Register merupakan perangkat memori
sementara yang menyimpan data. Register membantu
CPU dalam melaksanakan instruksi. Mereka dikelola oleh
unit kontrol. Register berfungsi untuk tempat penyimpanan yang berisi data dan
informasi lainnya yang sering dibutuhkan
ketika sebuah program sedang berjalan. Register
dimaksudkan untuk dapat diakses dengan sangat cepat. Yang termasuk register di
antaranya adalah register uji dan instruksi. Register instruksi berisi
instruksi CPU sedangkan register uji dimaksudkan untuk menyimpan hasil kerja
yang dilakukan oleh CPU.
Register merupakan
simpanan kecil yang mempunyai kecepatan tinggi.lebih cepat sekitar 5 sampai 10
kali dibandingkan dengan kecepatan perekaman atau pengambilan data di main
memory .register digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang
sedang diproses oleh CPU,sedangkan instruksi-Instruksi dan data lainnya yang
menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di main memory.
Secara analog,register
ini dapat diibaratkan dengan ingatan otak bila anda melakukan pengolahan data
secara manual.sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU,yng berisi
ingatan-ingatansatuan kendali yang mengendalikan seluruh kegiatan tubuh dan
mempunyai tempat utnuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
Program yang berisi
kumpulan dari instruksi instruksi dan data diletakkan di main memory yang
diibaratkan sebagaisebuah meja.anda mengerjakan program tersebut
dengan memproses satu persatu instruksi-instruksi yang ada didalam mulai dari
instruksi yang pertama. Isntruksi ini anda baca dan diinginkan (instruksi yang
sedang diproses disimoan diregister). Misalnya instruksi tersebut
berbunyi HITUNG C = A+B ,maka anda membutuhkan data untuk
nilai A dan B yang masih ada di meja.data tersebut anda baca dan masuk ke
ingatan anda (data yang sedang diproses disimpan di register),yaitu A bernilai
2 dan B bernilai 3.sekarang diingatan otak anda telah tersimpan suatu instruksi
dan nilai data A serta B,dengan demikian nilai dari C dapat anda hitung
hasilnya,yaitu sebesar 5.hasil dari perhitungan ini perlu anda tuliskan kembali
kemeja ( hasil pengolahan direkam kembali ke main memory).setelahsemua
instruksi selesai anda proses,kemungkinan program,data dan hasil pengolahan
ingin anda simpan secara permanen untuk keperluan dilai hari dan
dapat anda disimpan di filling cabinet.simpanan luar komputer
(dibahas pada bab 9) diibaratkan sebagian filling cabinet.jadi ada 3macam
ingatan yang dipergunakan didalam sistem komputer,yaitu sebegai berikut ini.
- Register,dipergunakan untuk
menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.
-Main memory,dipergunakan untuk menyimpan isntruksi dan data yang akan
diproses dan hasil dari pengolahan
-External memory (simpanan luar),dipergunakan untuk menyimpan program dan
data secara permanen.
Register yang
berhubungan dengan instruksi yang sedang diproses adalahinstruction register dan program
counter.instruction register (IR) atau disebut juga program
register digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang
diproses. Program yang berisi kumpulan dari instruksi.pertama kali ditempatkan
di main memory .pemerosessan program dilakukan instruksi per
instruksi. Instruksi yang mendapat giliran untuk diproses,diambil dari main
memory dan disimpan diinstruction register (IR).
Program counter (PC) atau disebut juga control counter atau instruction
counter adalah register yang digunakan untuk menyimpan
alamat (addres) lokasi dari main memory yang
berisi instruksi yang sedang diproses. Selama pemrosesan sebuah instruksi
selesai dilakukan,tidak ada waktu yang terbuang untuk mencari jejak dari
instruksi berikutnya yang akan diproses,karena alamat atau letak dari instruksi
tersebut sudah berada di program counter.
Register yang
berhubungan dengan data yang sedang diproses adalah general-purpose
register. Untuk bebrapa
komputer general-purpouse register diberi simbol R0,R1,R2,……Rn
yang mempunyai kegunaan yang umum,seperti misalnya untuk menampung hasil
pengolahan (disebut dengan accumulator) untuk komputer IMB PC
yang menggunakan microprocessor intel 8088,mempunyai general purpose
register sebanyak 4 buah register ,sebuah
digunakan untuk accumulatoryaitu register yang
diberi nama AX register dan tiga buah yang lainnya
untuk operand register,yaitu ,BX,CX,dan DX register.
Yang
Operand register digunakan untuk menampung data atau operand yang
sedang dioprasikan.accumulator adalah register yang digunakan untuk
menyimpan hasil dari operasi arithmatika dan oprasi logika yang dilakukan oleh
ALU.
Konsep penting yang mempengaruhi kecepatan dari processor adalah
ukuran dari register istilah word size menggambarkan
ukuran darioperand register yang berkisar dari 8 sampai 64 bit.misalnya operand register mempunyai wordsize 16
bit,maka processor tersebut disebut dengan 16-bit
processor,selanjutnya banyak yang menyebut komputernya sebagai komputer 16
bit.sebagaimana contohnya adalah komputer IBM PC,yang mempergunakan microprocessor intel
8088 dengan wordsize 16 bit.
Register lainnya yang
digunakan sebagai jembatan antara CPU dengan main memory adalah memory
address register (MAR) dan memory data register (MDR). Register ini
yang dihubungkan dengan suatu jalur (disebut dengan bus) ke main
memory.
Memory dan data
register digunakan untuk
menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari main memory ke
CPU atau untuk menampung data yang akan direkam ke main memory dari
hasil pengolahn oleh CPU. Instruksi atau data yang diambil dari main
memorydikirim ke CPU lewat data bus, dan diterima terlebih
dahulu di memory data register, dan akan dipindahkan ke instructions
register bila berbentuk instruksi atau ke operand register bila
berbentuk data.
Demikian juga bila hasil operasi yang ada di accumulator akan
direkamkan ke main memory, maka diletakkan terlebih dahulu kememory
data register.
Sedangkan memory address register digunakan untuk
menampung alamat (address) data atau
instruksi di main
memory yang akan diambil dan yang akan direkamkan. Bila instruksi atau
data akan diambil dari main memory. Maka main
memory harus diberitahu terlebih dahulu letak alamat dari data atau
instruksi tersebut di main memory. Alamat tersebut diletakkan
di memory address register oleh control unit dan
dikirimkan ke main memory lewat address bus. Demikian
juga bila hasil pengolahan akan direkamkan ke main memory, maka main
memory harus terlebih dahulu diberitahu alamat perekaman dari
data main memory. Control unitakan meletakkan alamat
tersebut di MAR dan dikirimkan ke main memory lewat address
bus.
Sebagai tambahab dari register, beberapa CPU
menggunakan suatu cache memory atau disebut juga dengan scratch-pad
memory atau high-speed bebih efisien dan buffer atau buffer
memory dengan maksud supaya kerja dari CPU lebih efisien dan
mengurangi waktu yang terbuang. Tanpacache memory, CPU akan
menunggu sampai data atau intruksi diterima dari main memory atau
menunggu hasil pengolahan selesai dikirim kemain memory baru proses
selanjutnya bisa dilakukan. Padahal proses darimain memory lebih
lambat dibandingkan dengan kecepatan register. Cache memory diletakkan
diantara CPU dengan main memory.
Cache memory harus lebih cepat
dari main memory dan mempunyai ukuran yang cukup besar, tetapi
tidak sebesar main memory. Sebenarnyacache memory tidak
diperlukan bilamana main memory dibuat secepatcache
memory, tetapi cara demikian tidaklah ekonomis. Dengan cache
memory,sejumlah blok informasi di main
memory dipindahkan ke cache memory dan selanjutnya
CPU akan berhubungan dengan cache memory.
Fungsi Register
Ø User Visibel Register
Register ini memungkinkan pemrograman bahasa mesin dan bahasa
assembler meminimalkan refrensi main memory dengan cara mengoptimasi penggunaan
register.
Ø Control dan Status Register
Register ini digunakan oleh unit control untuk mengontrol
operasi cpu dan oleh program sistem operasi untuk mengontrol eksekusi program.
v
MEMORY
Ada
dua macam memori, yaitu primer dan sekunder. Memori primer adalah memori yang
cepat dan beroperasi dalam kecepatan elektronis. Memori ini bertugas menyimpan
data yang akan diolah. Contoh memori primer adalah RAM (Random-Access Memory).
Di dalam memori primer ada lokasi-lokasi tertentu yang digunakan
untuk menyimpan data yang berbeda. Tiap lokasi ini memiliki semacam
alamat/ address berupa angka untuk pengaksesannya.
Hal
ini dapat dianalogikan dengan lemari locker yang berisi banyak kotak kosong
yang memiliki nomor, sehingga tiap locker/ nomor memiliki kunci yang berbeda.
Untuk membuka locker ini kita harus menggunakan kunci yang tepat pada nomor/
alamat yang diinginkan. Walaupun memori primer sangat penting dan cepat, namun
harganya sangat mahal. Untuk mendapat 2 Gigabyte RAM saja perlu mengeluarkan
kocek yang lumayan.
Oleh
karena itu, memori sekunder dibutuhkan untuk menyimpan data yang besar, namun
hanya diakses sesekali/ tidak sering. Banyak sekali memori sekunder yang
tersedia, misalnya Harddisk, CD ROM, dll.
v Main Memory (memory Utam)
Adalah memori computer
secara langsung dapat diakses oleh cpu tanpa menggunakan jalur input atau
output computer. Komponen ini dugunakan untuk menyimpan data yang yang sedang
aktif digunakan. Berfungsi menyimpan data dan program, biasanya bersifat volatile.s sebagian
computer memiliki hirarki memori yang terdiri atas 3 level, yaitu :
|
Level
teratas
Level
Primary memory
Level
Secondary memory
|
Register
Chace
memory
Main
memory
Disk
chace
Magnetic
disk
Magnetic
tape
Optical disk
|
v Ada 2 tipe jenis memory :
- RAM ( Random Access Memory )
- ROM ( Random Only Memory )
Ø Pengertian RAM
RAM (Random Access Memory) adalah perangkat dalam sebuah
komputer atau gadget yang dapat mengakses memori secara acak dengan cepat.
Terkadang RAM juga disebut sebagai memori utama dalam sebuah perangkat.
Kemampuan RAM untuk mengakses data secara acak membuatnya lebih
cepat menampilkan data. Selain itu RAM juga dapat menyimpan data sementara pada
perangkat saat perangkat tersebut menyala dan data belum sempat disimpan pada
harddisk. Dapat dikatakan bahwa RAM adalah perangkat memori yang paling cepat
dalam suatu komputer dibandingkan dengan jenis perangkat memori lain seperti
HDD atau Hard Disk Drive dan SSD atau Solid State Drive
Meskipun demikian, hal lain yang membedakan RAM dengan perangkat
penyimpanan lainnya adalah memori yang disimpan bersifat sementara dan akan
hilang secara otomatis jika komputer atau
perangkat dimatikan.
Dapat dijelaskan secara umum bahwa saat kita membuka suatu
program maka terjadi pemindahan data dari hard disk menuju RAM, mengapa? Karena
data pada RAM lebih cepat dan lebih mudah diakses dibandingkan dengan data atau
memori pada harddisk. Mengakses data dari RAM tidak memerlukan lag time atau
waktu untuk menunggu. Jadi semakin besar RAM dalam sebuah perangkat gadget maka
semakin cepat pula data atau memori dalam suatu program bisa diakses.
Faktanya, kapasitas RAM bisa diperbesar untuk menambah kecepatan
suatu perangkat komputer atau gadget lain seperti laptop dan smartphone.
v Fungsi RAM
Sebuah perangkat tentunya memiliki fungsi dalam sebuah gadget,
begitu juga dengan RAM. Fungsi utama RAM antara lain:
1.
Membaca Data
Data yang tersimpan dalam harddisk biasanya akan lebih lama
ditampilkan karena bisa dikatakan harddisk adalah perangkat memori yang bekerja
dengan lamban.
Hal ini dikarenakan dalam
harddisk tersimpan banyak data dan diperlukan waktu untuk menemukannya terutama
jika data mengalami fragmentasi. Untuk mengurangi kelambatan dalam sebuah
proses pemanggilan data, setelah suatu file atau data pertama kali dibuka, data
akan dibaca dan disimpan dalam RAM secara sementara sehingga data tersebut akan
lebih cepat diakses saat program masih berjalan dan komputer belum dimatikan.
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya
bahwa RAM berfungsi dengan sangat cepat, bahkan lebih cepat dari solid
state drive sehingga data yang sedang dibaca dan dibuka dalam sebuah program
akan tetap berjalan dan dapat dibuka kembali dengan cepat saat berpindah dari
satu program ke program lainnya selama program tersebut tidak ditutup.
2.
Penyimpanan Sementara
Selain
membaca data, RAM juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara saat
suatu program sedang dijalankan.
Ø
Pengertian ROM
ROM adalah singkatan dari ‘ Read Only
Memory ‘ yaitu suatu perangkat keras pada komputer atau PC yang berupa chip
memori semikonduktor yang isinya hanya bisa dibaca saja. ROM tidak dapat
digolongkan sebagai RAM (Random Access Memory), walaupun keduanya mempunyai
kesamaan yaitu dapat diakses secara acak atau random. ROM (Read Only Memory)
berbeda dengan RAM (Random Access Memory).
Atau bias juga definisi ROM adalah salah
satu memori yang terdapat di dalam komputer. ROM ini mempunyai sifat permanen,
yang artinya program atau data yang disimpan didalam ROM tidak mudah hilang
ataupun berubah-ubah walau aliran listrik di sudah matikan. Menyimpan data di
dalam ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dapat dilakukan
dengan mudah. Biasanya program atau data yang ada diisi oleh pabrik yang
membuatnya. Oleh karena itu sifat ini, biasa dipakai untuk menyimpan firmware
(perangkat lunak yang berhubungan sangat erat dengan perangkat keras).
Fungsi ROM (Read Only Memory) adalah sebagai media penyimpanan
firmware, yaitu perangkat lunak atau lebih sering disebut software, yang
berhubungan dengan perangkat keras (hardware). seperti ROM BIOS, dimana BIOS
(Basic Input Output System) tersebut dapat langsung di eksekusi secara cepat,
tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpanan lainnya lebih
dulu seperti yang pada umumnya terjadi pada alat penyimpanan lain. Walaupun
memori ROM hanya dapat dibaca saja, akan tetapi data pada memori ini dapat di
tulis ulang
Sumber:
