Central
Processing Unit
CPU ( Central Processing Unit )
berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan
routine-routine program yang diberikan. CPU mengendalikan seluruh sistem
komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang
menjadi bagian sistem komputer.
Central processing unit (CPU)
adalah sirkuit elektronik dalam komputer yang melakukan instruksi dari program
komputer dengan melakukan operasi aritmatika dasar, operasi logika, kontrol dan
input / output (I / O) operasi yang ditentukan oleh instruksi. Istilah ini
telah digunakan dalam industri komputer setidaknya sejak awal 1960-an. Secara
tradisional, istilah "CPU" mengacu pada sebuah prosesor, lebih khusus
untuk unit pengolahan dan unit kontrol (CU), membedakan elemen inti dari sebuah
komputer dari komponen eksternal seperti memori utama dan sirkuit I / O.
KOMPONEN CPU
1. Unit Kontrol yang mampu mengatur
jalannya program. 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 intruksi tersebut.
2. 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 diolah ataupun
data untuk pengolahan selanjutnya.
3. ALU unit ini yang bertugas untuk
melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang
ditentukan. 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 seperti, sama dengan
(=), kurang dari (<), lebih besar dari (>), dll.
4. CPU Interconnections adalah sisem
koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU yaitu, ALU, Unit
Kontrol dan Register-Register serta 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 olehControl 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
diGeneral-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 dengan penghitung program akan memantau instruksi yang
sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang
benar dan sesuai.
SISTEM BUS
Sistem
bus adalah bus komputer yang menghubungkan komponen utama dari sistem komputer,
menggabungkan fungsi dari data bus untuk membawa informasi, address bus untuk
menentukan di mana ia harus dikirim, dan control bus untuk menentukan operasi.
Teknik ini dikembangkan untuk mengurangi biaya dan meningkatkan modularitas,
dan meskipun populer pada 1970-an dan 1980-an, komputer yang lebih modern
menggunakan berbagai bus yang terpisah disesuaikan dengan kebutuhan yang lebih
spesifik.
BUS
sistem terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara
dua buah komponen yang menghubungkan komponen-kompoen utama komputer (CPU,
Memori. I/O). Sistem bus adalah penghubunga bagis keseluruhan komponen-komponen
dalam menjalankan tugasnya.
Gambar Skema Interkoneksi ke BUS
Sruktur
Sistem BUS:
1.
Saluran
data (DATA BUS)
Saluran
data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Lebar
bus data perupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara
keseluruhan.
2.
Saluran
Alamat (ADDRESS BUS)
Saluran
alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data.
3.
Saluran
Kontrol (CONTROL BUS)
Saluran
kontrol digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data.
Beberapa
BUS utama dalam sistem komputer modern adalah sebagai berikut :
1.
Bus
Processor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti
dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk
meneruskan informasi dari prosesor ke chace atau memori utama ke chipset
kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas
beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus
lainnya. Sistem komputer selain Intel x86 mungkin memiliki bus-nya
sendiri-sendiri. Bus ini berjalan pada kecepatan 100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266
MHz, 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz. Umumnya, bus ini
memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu mentransfer 8
byte.
2.
Bus
AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara
spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP
1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit,
sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus
ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller
Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus
AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP
ditinggalkan.
3.
Bus
PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan
berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem
I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar
lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar,
dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus
ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori
(northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).
4.
Bus
PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)
5.
Bus
PCI-X
6.
Bus
ISA (Industry Standard Architecture)
7.
Bus
EISA (Extended Industry Standard Architecute)
8.
Bus
MCA (Micro Channel Architecture)
9.
Bus
SCSI (Small Computer System Interface). Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh
pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan
audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar.
10. Bus USB (Universal Serial Bus).
Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel,
Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang
memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak
akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus
berkecepatan tinggi seperti PCI.
SET REGISTER
Register prosesor merupakan memory yang dapat
diakses secara cepat untuk central processing unit (CPU). Register biasanya
terdiri dari sejumlah kecil penyimpanan cepat, meskipun beberapa register memiliki
fungsi hardware tertentu, dapat berupa read-only atau menulis-hanya. Register
biasanya ditangani oleh mekanisme lain dari memori utama, tetapi mungkin dalam
beberapa kasus menjadi pemetaan memori.
Register prosesor biasanya berada di bagian atas hirarki
memori, dan menyediakan cara tercepat untuk mengakses data. register prosesor
biasanya mengacu hanya untuk kelompok register yang secara langsung dikodekan
sebagai bagian dari instruksi, seperti yang didefinisikan oleh set instruksi.
Namun, CPU modern dengan kinerja tinggi sering memiliki duplikat dari
"register arsitektur" dalam rangka meningkatkan kinerja melalui
daftar penamaan register, yang memungkinkan eksekusi paralel. desain x86 modern
mengakuisisi teknik ini sekitar tahun 1995 dengan rilis dari Pentium Pro, Cyrix
6x86, Nx586, dan AMD K5.
Register
dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
·
User
Accessible Register
1.
Data
Register
2.
Address
Register
3.
General
Purpose Register
4.
Status
Register
5.
Floating
Point Register
6.
Constant
Register
7.
Vector
Register
8.
Special
Purpose Register
·
Internal
Register
1.
Instruction
Register
2.
Register
yang terhubung dengan informasi dari ram : Memory Buffer Register, Memory Data
Register, Memory Address Register
MEMORI
Memori (atau lebih tepat disebut
memori fisik) merupakan istilah generik yang merujuk pada media penyimpanan
data sementara pada komputer. Setiap program dan data yang sedang diproses oleh
prosesor akan disimpan di dalam memori fisik. Data yang disimpan dalam memori
fisik bersifat sementara, karena data yang disimpan di dalamnya akan tersimpan
selama komputer tersebut masih dialiri daya (dengan kata lain, komputer itu
masih hidup). Ketika komputer itu direset atau dimatikan, data yang disimpan
dalam memori fisik akan hilang. Oleh karena itulah, sebelum mematikan komputer,
semua data yang belum disimpan ke dalam media penyimpanan permanen (umumnya
berbasis disk, semacam hard disk atau floppy disk), sehingga data tersebut
dapat dibuka kembali di lain kesempatan.
Memori fisik umumnya diimplementasikan
dalam bentuk Random Access Memory (RAM), yang bersifat dinamis (DRAM). Mengapa
disebut Random Access, adalah karena akses terhadap lokasi-lokasi di dalamnya
dapat dilakukan secara acak (random), bukan secara berurutan (sekuensial).
Meskipun demikian, kata random access dalam RAM ini sering menjadi salah
kaprah. Sebagai contoh, memori yang hanya dapat dibaca (ROM), juga dapat
diakses secara random, tetapi ia dibedakan dengan RAM karena ROM dapat
menyimpan data tanpa kebutuhan daya dan tidak dapat ditulisi sewaktu-waktu.
Selain itu, hard disk yang juga merupakan salah satu media penyimpanan juga
dapat diakses secara acak, tapi ia tidak digolongkan ke dalam Random Access
Memory.
A.
Penggunaan
Memori
Komponen
utama dalam sistem komputer adalah Arithmetic and Logic Unit (ALU), Control
Circuitry, Storage Space dan piranti Input/Output. Tanpa memori, komputer hanya
berfungsi sebagai piranti pemroses sinyal digital saja, contohnya kalkulator
atau media player. Kemampuan memori untuk menyimpan data, instruksi dan
informasi-lah yang membuat komputer dapat disebut sebagai komputer multi-fungsi
(general-purpose). Komputer merupakan piranti digital, maka informasi disajikan
dengan sistem bilangan biner (binary). Teks, angka, gambar, suara dan video
dikonversikan menjadi sekumpulan bilangan biner (binary digit atau disingkat
bit). Sekumpulan bilangan biner dikenal dengan istilah BYTE, dimana : 1 bita =
8 bit
1
bit = 1 karakter
1
kilobita = 1024 bita
bps
= bit per second 1 kbps = 1000 bps 1 mbps = 1.000.000 bps
Semakin
besar ukuran memorinya maka semakin banyak pula informasi yang dapat disimpan
di dalam komputer (media penyimpanan).
B.
Jenis-jenis
Memori
Memori
komputer ada bermcacam-macam sesuai dengan fungsinya. Berikut jenis-jenis
memori komputer secara umum yang perlu kita ketahui.
·
Register
prosesor
dalam arsitektur komputer, adalah
sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang
digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan
menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya
nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu
tertentu.
Register prosesor berdiri pada
tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah
yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya
adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat
dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur
dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register
8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau
"register 64-bit" dan lain-lain.
Istilah register saat ini dapat
merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk
melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set
instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur".
Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah
register dengan ukuran 32-bit, tetapi CPU yang mengimplementasikan set
instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
·
RAM
atau Random Access Memory
RAM merupakan singkatan dari
Random Access Memory yang berfungsi untuk menyimpan data atau instruksi
sementara.
Setiap perintah yang di berikan
user pada komputer terlebih dahulu akan di masukkan ke mmori RAM, kemudian
processor yang berperan sebagai inti akan mengeksekusi satu persatu secara
random semua data yang tersimpan di dalam RAM.
Karena sifat penyimpanannya yang
sementara, maka ketika anda mematikan komputer, semua data yang tersimpan di
RAM akan hilang, sebab itu penting untuk menyimpan pekerjaan yang tengah anda
buat ke penyimpanan permanen seperti hardisk sebelum komputer di restart atau
di matikan.
·
Cache
Memory (SRAM) (Static RAM)
Cache merupakan memori yang
berfungsi seperti RAM, bekerja lebih responsif. Pada umumnya cache di tempatkan
di dalam cpu yang digunakan untuk menyimpan instruksi sebelum di berikan ke
memori utama. Adanya cache akan mempermudah komputer menemukan informasi
mengenai penyimpanan yang lebih besar sehingga ekstraksi data bisa berjalan
lebih cepat.
·
Memori
fisik (DRAM) (Dynamic RAM)
Merupakan memory chip yang digunakan pada memory utama komputer. DRAM memiliki karakter harus terus-menerus direfresh dengan pulsa listrik untuk mempertahankan data yang disimpan dalam chip.
·
Perangkat
penyimpanan berbasis disk magnetis
Cakram flopi atau floppy disk,
adalah media diska penyimpanan terdiri dari media penyimpanan magnetis tipis
dan fleksibel, disegel dalam plastik berbentuk persegi atau persegi panjang[1].
Cakram flopi populer disebut sebagai disket.
Disket berukuran 5 ¼ inci (133
mm) dan 3 ½ inci (90 mm) adalah bentuk standar dari alat penyimpan data ini
yang berkembang sejak pertengahan 1970-an hingga 2000-an.[2] Sejak tahun 2010,
motherboard komputer jarang diproduksi dengan dukungan media floppy drive.
Disket yang hanya memiliki
kapasitas 1,44 MB dan kegunaan terbatas, khususnya dalam komputer industri,
telah digantikan oleh metode penyimpanan data dengan kapasitas yang lebih
besar, seperti USB flash drive, portable hard disk drive eksternal, cakram
optik, kartu memori dan jaringan komputer.
·
Perangkat
penyimpanan berbasis disk optic
CD-ROM (dieja /ˌsiːˌdiːˈrɒm/,
merupakan akronim dari compact disc read-only memory, bahasa Indonesia: CD
Memori Baca-Saja) adalah sebuah cakram padat dari jenis cakram optik (optical
disc) yang dapat menyimpan data. Ukuran data yang dapat disimpan saat ini bisa
mencapai 700MB atau 700 juta bita.
CD-ROM bersifat
"baca-saja" (hanya dapat dibaca, dan tidak dapat ditulisi). Untuk
dapat membaca isi CD-ROM, alat utama yang diperlukan adalah kandar CD.
Perkembangan CD-ROM terkini memungkinkan CD dapat ditulisi berulang kali
(Re-Write/RW) yang lebih dikenal dengan nama CD-RW.
·
Memori
yang hanya dapat dibaca atau ROM (Read Only Memory)
ROM adalah singkatan dari Read Only
Memory yang dapat bekerja ketika komputer dalam keadaan mati ataupun hidup. Isi
dari ROM secara default sudah di sediakan dari pabrik pembuat komputer dan
tidak bisa di rubah.
Agar komputer berfungsi normal
memori ini harus selalu bekerja. ROM berbentuk sebuah sirkuit yang di tanamkan
di dalam motherboard. Memori ini menyimpan beberapa program penting untuk
menjalankan komputer.
·
Flash
Memory
Memori kilat (flash memory)
adalah sejenis EEPROM yang mengizinkan banyak lokasi memori untuk dihapus atau
ditulis dalam satu operasi pemrograman. Istilah awamnya, dia adalah suatu
bentuk dari chip memori yang dapat ditulis, tidak seperti chip memori akses
acak/RAM, memori ini dapat menyimpan datanya tanpa membutuhkan penyediaan
listrik. Memori ini biasanya digunakan dalam kartu memori, kandar kilat USB
(USB flash drive), pemutar MP3, kamera digital, dan telepon genggam.
·
Punched
Card (kuno)
Punch card, kartu IBM, atau kartu
Hollerith adalah selembar kertas kaku yang berisi baik perintah untuk mengendalikan
mesin otomatis atau data untuk aplikasi pengolahan data. Kedua perintah dan
data diwakili oleh ada atau tidak adanya lubang di posisi yang telah
ditentukan. Sekarang usang sebagai media perekam, Punch card secara luas
digunakan di seluruh abad ke-19 untuk mengendalikan tekstil tenun dan di akhir
abad 19 dan awal abad ke-20 untuk mengendalikan organ lapang dan instrumen
terkait. Kartu menekan digunakan melalui sebagian besar abad ke-20 dalam apa
yang dikenal sebagai industri pengolahan data; penggunaan catatan mesin Unit,
diatur dalam sistem pengolahan data, untuk input data, pengolahan, dan
penyimpanan. komputer digital awal digunakan Punch card, sering dibuat dengan
menggunakan mesin keypunch, sebagai media utama untuk masukan dari kedua
program komputer dan data . Pada 2012, beberapa mesin voting masih menggunakan
Punch card untuk merekam data
·
CD
atau Compact Disk
·
DVD
DVD adalah cakram padat yang
dapat digunakan untuk menyimpan data, termasuk film dengan kualitas video dan
audio yang lebih baik dari kualitas VCD. "DVD" pada awalnya adalah
singkatan dari digital video disc, namun beberapa pihak ingin agar
kepanjangannya diganti menjadi digital versatile disc (cakram serba guna
digital) agar jelas bahwa format ini bukan hanya untuk video saja. Karena
konsensus antara kedua pihak ini tidak dapat dicapai, sekarang nama resminya
adalah "DVD" saja, dan huruf-huruf tersebut secara "resmi"
bukan singkatan dari apapun.
Terdapat pula perangkat lunak yang membolehkan
pengguna untuk mencadangkan (back-up) DVD sendiri seperti DVD Decrypter dan DVD
Shrink.
·
Hard
disk
Hardisk adalah salah satu
perangkat keras komputer yang di gunakan untuk menyimpan data secara
permananen. Hardisk pada umumnya memilki ukuran lebih besar dari flashdisk.
Memori ini ada yang bersifat eksternal hardisk dan internal hardisk.
Karena fungsi penyimpanannya yang permanent, hardisk
memiliki kapasitas besar seperti, hardisk dengan kapasitas 80 GB, 160 GB, 250
GB, 500 GB dan bahkan hingga ke ukuran 1 TB dan seterusnya.
Referensi :
https://en.wikipedia.org/wiki/Central_processing_unit
http://study.com/academy/lesson/arithmetic-logic-unit-alu-definition-design-function.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_aritmatika_dan_logika
https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Kendali
https://en.wikipedia.org/wiki/System_bus
https://en.wikipedia.org/wiki/Processor_register
http://teguhmuhazir.blogspot.co.id/2016/11/central-procesing-unit-cpu.html
http://www.perangkatkeras.net/jenis-jenis-memori-komputer-secara-umum/
http://www.datacenterjournal.com/tag/cpu/
