CPU
Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan.
Hardware yang dipakai untu membuat modul seperti :
- Register
- Elemen aritmatika dan logika
- Unit pengendali
- Unit memori
- Unit masukan/keluaran (I/O)
Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :
- Unit pengolahan pusat (CPU)
- Unit masukan/keluaran (I/O)
- Unit memori
Cara Kerja CPU
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (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 Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Selanjutnya di tamping di Output-storage dan 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 ketik,pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dapat mengakses data-data pada RAM 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 RAM. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi .
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. memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.
Sistem Bus
Bus adalah merupakan kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register-register dengan unit-unit fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul.
CPU akan membaca ke memori selanjutnya data dari CPU akan dikirim lalu diroses ke input/output.apabila memerlukan operasi aritmatika maka data kembali dimasukan ke ALU untuk diproses dan disinkronasikan lalu dikirim kembali ke CPU.
Unit control
CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
tugas dari unit kendali ini adalah:
•Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan 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.
ARITHMATIC LOGIC UNIT (ALU)
unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika Boolean.
- Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) 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.
- Melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program
- Membantu Control Unit saat melakukan perhitungan aritmatika (ADD, SUB) dan logika (AND, OR, XOR, SHL, SHR)
Bagian dari komputer yang menggenerasi signal yang mengontrol operasi komputer.
Berikut tugas Control Unit adalah mengontrol sisklus Mesin Von Neumann :
- Menjemput instruksi berikutnya yang akan dijalankan dari memori, menempatkannya dalam register instruksi (IR) dan menambahkan (Increment) PC untuk menunjukkan atau mengarahkan ke instruksi beikutnya yang ada dalam memori,
- Mendekode dan menjalankan instruksi yang baru saja dijemput.
- Unit kontrol menghasilkan signal kontrol yang mengatur komputer. Untuk komputer yang sangat sederhana,unit control ini bisa mengirim microorder,yakni signal individual yang dikirimkan melalui jalur kontrol dedicated,untuk mengontrol komponen dan peralatan individual.
- Yang lebih umum dilakukan oleh unit control adalah menghasilkan set mikroorder secara serempak dari pada microorder individual.set mikrooder yang dihasilkan oleh unit kontrol pada sekali saat disebut microinstruction.
Operasi Mikro
Operasi Mikro untuk kendali logika ( Control Logic Unit ) bertugas untuk mengatur seluruh aktifitas perangkat keras di dalam komputer dan juga untuk memindahkan data antar register. cara untuk melakukan operasi mikro tersebut dengan menggunakan bahasa transfer register / Register Transfer Language (RTL).
CLU bertugas untuk :
- Memberi suatu instruksi dari memori
- Memberi kode pada instruksi untuk menentukan operasi mana yang akan dilaksanakan
- Menentukan sumber dan tujuan data di dalam perpindahan data
- Mengeksekusi operasi yang dikerjakan
Setelah menginterpretasi kode biner suatu instruksi, CLU menghasilkan serangkaian perintah kendali, yang disebut sebagai instruksi mikro (microinstruction ) atau operasi mikro.
Instruksi mikro merupakan operasi primitif tingkat rendah yang bertindak secara langsung pada sirkuit logika suatu komputer dan mengatur fungsi-fungsi sebagai berikut :
- Membuka/menutup gerbang ( gate ) dari sebuah register ke sebuah bus
- Mentransfer data sepanjang bus
- Memberi inisial sinyal-sinyal kendali seperti READ, WRITE, SHIFT, CLEAR dan SET
- Mengirimkan sinyal-sinyal waktu
- Menunggu sejumlah periode waktu tertentu
- Menguji bit-bit tertentu dalam sebuah register
Perancangan CLU
Terdapat 2 pendekatan dalam perancangan CLU, yaitu :
- Hardwired atau Random Logic
Sejumlah gerbang ( gate ), counter dan register saling dihubungkan untuk menghasilkan sinyal-sinyal kendali. Setiap rancangan memerlukan sekelompok peranti logika dan hubungan yang berbeda-beda.
- Microprogrammed Control
Dibentuk serangkaian instruksi mikro ( program mikro ) yang disimpan dalam sebuah memori kendali ( biasanya sebuah ROM ) dalam CLU.
Microinstruction decoder menghasilkan dan mengeluarkan mikroorder di dasarkan pada mikrointruksi dan op code intruksi yang akan di jalankan .yang terakhir sequncer menyinkronasikan aktivitas dari komponen unit kontrol.squencer adalah bagian inti (jantung) dari unit control.
Set 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 di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. 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.
Kategori dalam register :
- register yang terlihat pemakai,
Register-register tipe ini terlihat oleh pemakai (pemrogram), pemrogram dapat memeriksa dan beberapa instruksi dapat digunakan untuk mengisi (memodifikasi) isi register tipe ini. Register tipe ini terdiri dari dua jenis, yaitu:
1. Data Register : Digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer)
- Addres Register : Digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
- register untuk kendali status.
Beragam register tipe ini digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses. Kebanyakan tidak terlihat oleh pemakai. Sebagiannya dapat diakses dengan instruksi mesin yang dieksekusi dalam mode kontrol atau kernel sistem operasi.
Register untuk kendali status antara lain:
– register untuk alamat dan buffer (address and buffer register)
– register untuk eksekusi intruksi (instruction execution register)
– register untuk informasi status (status information register)
Daftar Pustaka
http://rizkypratama0318.blogspot.co.id/2014/11/organisasi-komputer-diagram-blok.html
http://arsitekturkomp.blogspot.co.id/2009/12/cpu.html