CPU atau Central Processing Unit merupakan bagian terpenting dalam sebuah sistem komputer, dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari komputer itu sendiri. Sebuah komputer paling canggih sekalipun tidak akan berarti tanpa adanya CPU yang terpasang di dalamnya. Dalam kesehariannya CPU memiliki tugas utama untuk mengolah data berdasarkan instruksi yang ia peroleh. CPU sendiri sebenarnya masih terbagi atas beberapa komponen yang saling bekerja sama untuk membentuk suatu unit pengolahan.
Terdapat empat komponen utama penyusun CPU, yaitu
- Arithmetic and Logic Unit (ALU)
- Control Unit
- Registers
- CPU Interconnections
Arithmetic and Logic Unit (ALU)
Arithmetic and Logic Unit atau sering disingkat ALU saja dalam bahasa Indonesia kira-kira berarti Unit Logika dan Aritmatika. Bagian ini mempunyai tugas utama untuk membentuk berbagai fungsi pengolahan data komputer. Sering juga disebut sebagai bahasa mesin, karena terdiri dari berbagai instruksi yang menggunakan bahasa mesin.
ALU sendiri juga masih terbagi menjadi dua komponen utama, yaitu
- arithmetic unit (unit aritmatika), bertugas untuk menangani pengolahan data yang berhubungan dengan perhitungan, dan
- boolean logic unit (unit logika boolean), bertugas menangani berbagai operasi logika.
Control Unit
Control Unit atau Unit Kendali, mempunyai tugas utama untuk mengendalikan operasi dalam CPU dan juga mengontrol komputer secara keseluruhan untuk menciptakan sebuah sinkronisasi kerja antar komponen dalam melakukan fungsinya masing-masing. Di samping itu, control unit juga bertugas untuk mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
Registers
Registers (jamak, dalam bahasa Indonesia menjadi register-register atau banyak register) merupakan media penyimpanan internal CPU yang digunakan saat pengolahan data. Registers merupakan media penyimpanan yang bersifat sementara, artinya data hanya akan berada dalam registers saat data tersebut dibutuhkan selama komputer masih hidup, ketika suatu data tidak diperlukan lagi maka ia tidak berhak lagi berada di dalam registers, dan ketika komputer dimatikan maka semua data yang berada di dalamnya akan hilang.
CPU Interconections
CPU Interconnections merupakan sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU dengan bus-bus eksternal CPU.
Komponen internal CPU diantaranya
- Arithmetic and Logic Unit (ALU),
- Control Unit,
- Registers, dan
- CPU Interconnection.
Sedangkan komponen eksternal CPU diantaranya
- sistem memori utama,
- sistem masukan/keluaran (input/output), dan sistem-sistem lainnya.
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.
Siklus fetch-eksekusi bisa dijelaskan sebagai berikut
- di awal setiap siklus, CPU akan membaca dari memori utama,
- sebuah register, yang disebut Program Counter (PC), akan mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya,
- ketika CPU membaca sebuah instruksi, Program Counter akan menambah satu hitungannya,
- lalu instruksi-instruksi yang dibaca tersebut akan dimuat dalam suatu register yang disebut register instruksi (IR), dan akhirnya
- CPU akan melakukan interpretasi terhadap instruksi yang disimpan dalam bentuk kode binari, dan melakukan aksi yang sesuai dengan instruksi tersebut.
Aksi CPU
Aksi yang dimaksud di sini adalah pengontrolan, pengolahan data di dalam CPU maupun perpindahan data antar CPU dengan komponen di luar CPU.
Ada beberapa jenis, diantaranya
- CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.
- CPU – I/O, perpindahan data dari CPU ke modul Masukan/Keluaran dan sebaliknya.
- Pengolahan data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmetika dan logika terhadap data.
- Kontrol, merupakan instruksi untuk mengontrol alur kerja atau fungsi.
Siklus Eksekusi
Secara garis besar siklus eksekusi dibagi menjadi dua yaitu operasi internal CPU dan operasi eksternal (akses ke modul memori atau I/O). Operasi internal CPU diantaranya
- IAC (Instruction Address Calculation), yaitu proses penghitungan alamat instruksi berikutnya yang akan diekseskusi, dengan menambahkan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya.
- IOD (Instruction Operation Decoding), merupakan proses yang berfungsi menganalisis suatu instruksi dan menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang digunakan.
- OAD (Operand Address Calculation), berfungsi untuk menentukan alamat operand.
- DO (Data Operation), yaitu proses untuk membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
Sedangkan operasi yang terjadi di luar (eksternal) CPU diantaranya
- IF (Instruction Fetch), yaitu proses membaca dan mengambil instruksi dari memori ke CPU.
- OF (Operand Fetch), yaitu proses mengambil operand dari memori atau modul I/O.
- OS (Operand Store), yaitu proses meyimpan hasil pengeksekusian instruksi ke dalam memori.
Interupsi
Interupsi adalah mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi yang sedang berlangsung dalam CPU kepada rutin interupsi. Hampir semua modul di dalam sistem komputer (I/O, memori, dll) memiliki suatu mekanisme untuk melakukan interupsi terhadap CPU.
Interupsi sendiri mempunyai tujuan untuk
- pengelolaan eksekusi rutin instruksi agar efektif dan efisien,
- memungkinkan semua komponen komputer menjalankan fungsinya masing-masing, namun kendali tetap terletak di CPU,
- melakukan sinkronisasi kerja antar modul.
Ada beberapa kelas sinyal interupsi yang dapat melakukan interupsi terhadap CPU, yatu
- Program, yaitu interupsi yang timbul akibat kejadian tertentu pada eksekusi suatu program, contohnya: aritmerika overflow, pembagian nol, dan operasi ilegal.
- Timer, yaitu interupsi yang dapat dibangkitkan dalam jangka waktu tertentu dengan bantuan pewaktuan dalam prosesor.
- I/O, yaitu interupsi yang digunakan oleh modul I/O untuk memberitahukan telah terjadi error atau suatu operasi telah selesai dilaksanakan.
- Hardware Failure, yaitu interupsi yang timbul akibat adanya kegagalan fungsi perangkat keras, contoh: kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.
sumber :
- http://rotyyu.wordpress.com/2007/11/04/central-processing-unit-cpu/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar