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.
1. ALU ( Arithmatic and Logical Unit )
ALU
melaksanakan seluruh perhitungan ( penambahan, pengurangan, perkalian atau
pembagian ) dan operasi logika. ALU berfungsi melakukan operasi aritmatik dan
logika yang terbagi menjadi 4 kelas, yaitu desimal arithmatic, fixed point
arithmatic, floating point arithmatic, dan logic operation. Terdapat 2 macam
bilangan yang ditangani oleh prosesor, yaitu bilangan fixed point dan bilangan
floating point.
Tugas ALU antara lain :
1.
Bertugas untuk
membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer
2.
ALU sering disebut
mesin bahasa ( Machine Language ) karena bagian ini mengerjakan
instruksi-instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya
3.
ALU terdiri dari dua
bagian, yaitu unit aritmatika dan unit logika boolean, yang masing-masing
memiliki spesifikasi tugas tersendiri
Bilangan Fixed Point
Bilangan
fixed point adalah bilangan yang memiliki nilai digit spesifik pada salah satu
titik desimalnya. Hal ini akan membatasi jangkauan nilai yang mungkin untuk
angka-angka tersebut. Namun, hal ini justru dapat dihitung oleh prosesor.
Bilangan
Floating Point
Bilangan
floating point adalah bilangan yang diwujudkan dalam notasi ilmiah. Yaitu
berupa angka pecahan desimal dikalikan dengan angka 10 pangkat bilangan
tertentu, misalnya: 705,2944 x 109, atau 4,3 x 10-7. Cara penulisan angka
seperti ini merupakan cara singkat untuk menuliskan angka yang nilainya sangat
besar maupun sangat kecil. Bilangan seperti ini banyak digunakan dalam
pemrosesan grafik dan kerja ilmiah. Proses arithmatika bilangan floating point
memang lebih rumit dan prosesor membutuhkan waktu yang lebih lama untuk
mengerjakannya, karena mungkin akan menggunakan beberapa siklus detak ( Clock
Cycle ) prosesor.
Oleh karena itu, beberapa jenis komputer menggunakan
prosesor sendiri untuk menangani bilangan floating point. Prosesor yang khusus
menangani bilangan floating point disebut Floating Point Unit ( FPU ) atau
disebut juga dengan nama math co-processor. FPU dapat bekerja secara pararel
dengan prosessor. Dengan demikian proses perhitungan bilangan floating point
dapat berjalan lebih cepat. Keberadaan FPU integrated ( bersatu dengan
prosessor ) sudah menjadi kebutuhan standart komputer masa kini, karena banyak
sekali aplikasi-aplikasi yang beroperasi menggunakan bilangan floating point.
2.
CU (
Control Unit )
Unit
kontrol adalah bagian dari prosessor yang mampu mengatur jalannya program.
Komponen ini terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol komputer
sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan
fungsi-fungsi operasinya. Tanggungjawab unit kontrol adalah mengambil instruksi-instruksi
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 ( Arithmatic Logic Unit ). Hasil dari
pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan,
dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.
Tugas dari unit
kendali ( Control Unit ) ini adalah :
1.
Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
2.
Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama
3.
Mengambil data dari memori utama ( jika diperlukan )
untuk diproses
4.
Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan
aritmatika atau perbandingan logika
5.
Mengawasi kerja ALU
6.
Menyimpan hasil proses ke memori utama
Macam-macam CU ( Control
Unit ) :
1. Single-Cycle
CU ( Control Unit )
Proses
di CU ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada
pada satu cycle. Maka dari itu tidak memerlukan state. Clock cycle harus
mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada
unit control ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya
menjadi 4 macam instruksi ( yaitu di gerbang AND ), dan pemberian sinyal
kontrol berdasarkan jenis instruksinya ( yaitu gerbang OR ). Sinyal kontrol
yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya.
Empat jenis instruksi ini adalah :
– R-format ( berhubungan dengan register )
– lw ( membaca memori )
– sw ( menulis memori )
– beg ( branching )
2. Multi-Cycle
CU ( Control Unit )
Berbeda
dengan unit control yang single-cycle, unit control multi-cycle lebih memiliki
banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari
masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masing akan menjadi
fungsi dari 10 buah input logic. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi
ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode
memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU, bukan
instruksi cycle selanjutnya.
3. 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
diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Jika dianalogikan, register
ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan
data secara manual, sehingga otak bisa diibaratkan sebagai CPU, yang berisi
ingatan-ingatan, suatu kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan
mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
a. Set register
Apabila bit ini bernilai 0, maka register data dapat
diupdate setiap detiknya, namun apabila bit ini bernilai 1, maka register data
tidak dapat diupdate. Bit ini tidak akan berpengaruh terhadap kondisi RESET
b. Register-register kontrol
Register-register untuk komunikasi dengan unit-unit
diluar CPU :
– MAR ( Memory Address Register ), Digunakan untuk
menyatakan alamat lokasi operand dalam memori yang akan dibaca atau ditulis
oleh CPU
– MBR / MDR ( Memory Buffer atau Data Register ),
Merupakan tempat penyimpanan ( sementara ) data yang baru saja dibaca atau data
yang akan dituliskan ke memori
– PC ( Program Counter ), Digunakan untuk menyatakan
alamat lokasi instruksi yang akan dibaca oleh CPU dari memori
Jenis-jenis register :
1.
a) Register data,
Digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat ( Integer )
b) Register alamat, Digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori
c) Register general purpose, Digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus
d) Register floating point, Digunakan untuk mnyimpan angka-angka bilangan titik mengambang ( Floating Point )
e) Register konstanta ( Constant Register ), Digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca ( bersifat read – only )
f) Register vector, Digunakan untuk menyimpan hasil pemprosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD
g) Register special purpose, Digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status
h) Register yang spesifik terhadap model mesin ( Machine Specific Register ), digunakan untuk menyimpan data internal prosesor atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri
b) Register alamat, Digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori
c) Register general purpose, Digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus
d) Register floating point, Digunakan untuk mnyimpan angka-angka bilangan titik mengambang ( Floating Point )
e) Register konstanta ( Constant Register ), Digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca ( bersifat read – only )
f) Register vector, Digunakan untuk menyimpan hasil pemprosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD
g) Register special purpose, Digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status
h) Register yang spesifik terhadap model mesin ( Machine Specific Register ), digunakan untuk menyimpan data internal prosesor atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri
4. CACHE MEMORY
Cache berasal dari kata cash yakni sebuah tempat
penyimpanan atau tempat penyimpanan sementara. Sesuai definisi tersebut Cache
Memory adalah tempat menyimpan data sementara. Cache Memory ini terletak antara
register dan memory utama sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada
memory utama. Penggunaan cache digunakan untuk meminimalisir terjadinya
bottleneck dalam aliran data antara prosesor dan RAM. Sedangkan dalam
terminologi software, istilah ini merujuk pada tempat penyimpanan sementara
untuk beberapa file yang sering diakses ( biasanya diterapkan dalam network ).
Jenis-jenis cache
memory
Cache umumnya terbagi menjadi beberapa jenis seperti
L1 cache, L2 cache dan L3 cache. Cache yang dibangun kedalam CPU itu sendiri
disebut sebagai level 1 ( L1 ) cache. Cache yang berada dalam sebuah chip yang
terpisah yang terpisah disebelah CPU disebut Level 2 ( L2 ) cache. Beberapa CPU
memiliki keduanya, L1 cache dan L2 built-in dan menugaskan chip terpisah
sebagai cache Level 3 ( L3 ) cache. Cache yang dibangun dalam CPU lebih cepat
daripada cache yang terpisah. Namun, cache terpisah masih sekitar dua kali
lebih cepat dari Random Access Memory ( RAM ). Cache lebih mahal daripada RAM
tetapi mother board dengan built-in cache sangat baik untuk memaksimalkan kinerja
sistem.
Fungsi dan manfaat
cache memory
Cache berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara
untuk data atau instruksi yang diperlukan oleh prosessor. Cache juga berfungsi
untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan
data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja
prosesor. Manfaat lain dari cache memory adalah bahwa CPU tidak harus
menggunakan sistem bus motherboard untuk mentransfer data.setiap kali data
harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data memperlambat kemampuan
motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat dengan menghindari hambatan
yang diciptakan oleh sistem bus.
5.
VIRTUAL
MEMORY
Virtual memory adalah sebuah sistem yang digunakan
oleh sistem operasi untuk menggunakannya sebagai memori sekunder yaitu
hard-disk seolah-olah ia menggunakannya sebagai memori internal/utama ( RAM )
fisik yang terpasang didalam sebuah sistem komputer. Sistem ini beroperasi
dengan cara memindahkan beberapa kode yang tidak dibutuhkan ke sebuah berkas di
dalam hard drive yang disebut dengan page file. Proses pemakaian virtual memory
di windows umumnya dapat dilihat di task manager.
6.
SISTEM BUS
Inti sebuah Motherboard ( chipset ) adalah beberapa
bus yang menghantarkan sinyal antar masing-masing komponen. Bus dapat disebut
sebagai lintasan umum / bersama yang digunakan untuk transfer data. Untuk
komunikasi data, jalur ini dapat juga untuk komunikasi dua buah komputer atau
lebih. Prosesor, memori utama, dan perangkat I/O dapat diinterkoneksikan dengan
menggunakan bersama, yang fungsi utamanya adalah menyediakan jalur komunikasi
untuk transfer data. Bus tersebut menyediakan jalur yang diperlukan untuk
mendukung interupt dan arbitrasi.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar