CPU merupakan Perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak menurut kumpulan instruksi yang diberikan. Sistem tersebut dirancang dari modul-modul hardware seperti :
1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O)
Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
1. Unit pengolahan pusat (CPU)
2. Unit masukan/keluaran (I/O)
3. Unit memori
Organisasi dasar dari sebuah komputer dapat ditunjukan pada diagram blok CPU dibawah ini :
1. Register
2. Elemen aritmatika dan logika
3. Unit pengendali
4. Unit memori
5. Unit masukan/keluaran (I/O)
Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
1. Unit pengolahan pusat (CPU)
2. Unit masukan/keluaran (I/O)
3. Unit memori
Organisasi dasar dari sebuah komputer dapat ditunjukan pada diagram blok CPU dibawah ini :
Penjelasan blok diagram CPU :
Program
disimpan dalam unit memory utama yang berhadapan dengan piranti I/O melalui
CPU. CPU membaca dari atau menulis dengan mengirimkan alamat word ke unit
memory melalui bus address kemudian menerima atau mengirimkan data melalui data
bus . Data dipertukarkan antara CPU dan Unit I/O juga dengan menggunakan data
bus. Operasi disinkronisasikan oleh dua control bus dengan sinyal kendali yang
dikirimkan oleh CPU dan sinyal acknowledgement serta sinyal interupsi yang
diterima oleh CPU.
Komponen CPU
Control Unit (CU)
Control Unit (CU) adalah salah satu
bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap
operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU
tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari
perangkat CPU tersebut. Dengan demikian tugas dari unit kendali 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.
Register
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.
Aritmetich Logic Unit (ALU)
Aritmetich Logic Unit (ALU) 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 AND dan OR.
Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. 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 disebut adder.
Tugas lain 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, seperti sama dengan (=), tidak sama dengan
(¹ ), tidak sama dengan (<>), kurang dari (<), kurang atau
sama dengan dari (<=), lebih besar dari (>), lebih besar atau
sama dengan dari (>=).
CPU Interconnections
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
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, seperticakram
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.
Link Aktif : Kuliah Organisasi Komputer
