Nama :
Fajar Iman Prayoga
Kelas :
4IB02
NPM :
14409786
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.
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.
Sumber:
http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
