Unit Pemroses Sentral (UPS) (bahasa Inggris: Central
Processing Unit / CPU), merujuk kepada perangkat
keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat
lunak. Istilah lain, pemroses/prosesor (processor), sering digunakan
untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi
dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit
terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an,
mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi
aspek penting dalam penerapan CPU.
Komponen CPU
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.Unit kontrol yang mampu mengatur
jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU
bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen
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. Dengan demikian tugas
dari unit kendali ini adalah:
- Mengatur dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).
- Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
- Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
- Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
- Menyimpan hasil proses ke memori utama.
ALU unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika
dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di
sebut mesin bahasakarena 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 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 (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih
besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).
- 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
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, seperti cakram
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 denganpenghitung program akan memantau
instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi
dengan urutan yang benar dan sesuai.
ALU
(Arithmetic and Logic Unit)
Dalam 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 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. Tugas lalin 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 (>=) (sumber: Buku Pengenalan
Komputer, Hal 154-155, karangan Prof.Dr.Jogiyanto H.M, M.B.A.,Akt.)
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.
Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi
unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan
logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri
dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan
perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi
program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk
menjumlahkan bilangan dinamakan dengan Adder. Adder digunakan untuk memproses
operasi aritmetika, Adder juga disebut rangkaian kombinasional aritmatika.
Ada 3 Jenis Adder:
- Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.
- Rangkaian
Adder dengan menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.
- Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder
- HALF ADDER
Rangkaian Half Adder merupakan dasar penjumlahan bilangan Biner yang
terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamai Penjumlah Tak Lengkap.
- jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0.
- jika A = 0 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 1.
- jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0
- jika A = 1 dan B =1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0. dengan nilai pindahan cy(Carry Out) = 1
Dengan demikian, half adder memiliki 2
masukan ( A dan B ) dan dua keluaran (S dan Cy).
- FULL ADDER
Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai
beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara
paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC
74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2
pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).
Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan deACE=”Verdana, sans-serif”>Sebuah Full Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi yang sama saling dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada bit-bit selain yang terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input ditambah dengan nilai Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya. Output dari Full Adder adalah hasil penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya (carry-out).
Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan deACE=”Verdana, sans-serif”>Sebuah Full Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi yang sama saling dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada bit-bit selain yang terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input ditambah dengan nilai Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya. Output dari Full Adder adalah hasil penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya (carry-out).
- PARALEL ADDER
Rangkaian Parallel Adder adalah rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang
telah dikonversikan ke dalam bentuk biner. Anggap ada dua buah register A dan
B, masing-masing register terdiri dari 4 bit biner : A3A2A1A0 dan B3B2B1B0.
Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa Full Adder pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah sebagai berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil penjumlahan adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya disimpan pada Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika.
Pengertian Sistem Bus
Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa Full Adder pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah sebagai berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil penjumlahan adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya disimpan pada Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika.
Pengertian Sistem Bus
Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang
digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Karakteristik penting sebuah
bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama.
Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan
antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.
Suatu Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori,
perangkat Input/Output. setiap computer saling berhubungan membentuk kesatuan
fungsi. Sistem bus adalah
penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalam menjalankan tugasnya.
Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu
computer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan
dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil
eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus.
Bus Slots
Cara Kerja Sistem
Bus
Pada sistem
komputer yang lebih maju, arsitektur komputernya akan lebih
kompleks, sehingga untuk meningkatkan performa digunakan beberapa
buah bus. Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda.
Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus utama
berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus) .
Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang
berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat
sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.
Jenis-jenis Bus
Berdasar jenis busnya, bus dapat dibedakan menjadi bus yang khusus
menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat saja, jenis
ini disebut Dedicated Bus.
Namun apabila bus yang dilalui informasi yang berbeda baik data, alamat, dan
sinyal kontrol dengan metode multipleks data maka bus ini disebut Multiplexed Bus. Kekurangan
multiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga menghemat
tempat tapi kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang
komplek untuk mengurai data yang telah dimultipleks. Sedangkan untuk dedicated
bus merupakan kebalikan dari multipexed bus.
Struktur Bus
Sebuah bus sistem
terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran
ditandai dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan
bus yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga
kelompok, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu,
terdapat pula saluran distribusi daya yang memberikan kebutuhan daya bagi modul
yang terhubung.
Interkoneksi Bus
1. Saluran Data
Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul
sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri
dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan denang lebar bus data. Karena
pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka
jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat.
Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara
keseluruhan. Misalnya, bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi
panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap
siklus instruksinya.
2. Saluran Alamat
Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada
bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka
CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus
alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya
saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput.
Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau
port I/O pada modul.
3. Saluran Kontrol
Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan
penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai
bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol
penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun
informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan
menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah
mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol
meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus
request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.
Contoh-Contoh Bus
Banyak perusahaan yang mengembangakan bus-bus antarmuka terutama untuk perangkat peripheral. Diantara jenis bus yang beredar di pasaran saat ini adalah, PCI, ISA, USB, SCSI, FuturaBus+, FireWire, dan lain-lain. Semua memiliki keunggulan, kelemahan, harga, dan teknologi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi jenis-jenis penggunaannya.
Banyak perusahaan yang mengembangakan bus-bus antarmuka terutama untuk perangkat peripheral. Diantara jenis bus yang beredar di pasaran saat ini adalah, PCI, ISA, USB, SCSI, FuturaBus+, FireWire, dan lain-lain. Semua memiliki keunggulan, kelemahan, harga, dan teknologi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi jenis-jenis penggunaannya.
Sumber:
- http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
- http://akbarshare21.blogspot.com/2012/10/pengertian-dan-karakteristik-sistem-bus_4102.html
- http://dynamicsis.blogspot.com/2012/10/bus.html
- https://yogiearieffadillah.wordpress.com/2013/12/30/pengertian-dan-cara-kerja-arithmatic-logical-unit-alu/
- http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_aritmatika_dan_logika
No comments:
Post a Comment