Central Processing Unit

 ARSITEKTUR KOMPUTER ~ CPU

Pengertian CPU

    Central Processing Unit (CPU) adalah sirkuit elektronik di dalam komputer yang menjalankan instruksi yang membentuk program komputer. CPU melakukan operasi aritmatika, logika, pengendalian, dan input/output (I/O) dasar yang ditentukan oleh instruksi dalam program. Industri komputer menggunakan istilah "unit pemrosesan pusat" sejak tahun 1955.

Fungsi CPU

• Menjalankan program-program yang di simpan dalam memori utama dengan cara mengambil intruksi-intruksi, menguji intruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.
• Pandangan paling sederhana proses eksikusi program adalah dengan mengambil pengolahan intruksi dari 2 langkah, yaitu : operasi pembacaan intruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan (execute).

    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 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 (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.

Tugas CPU

1. Mengatur dan mengendalikan alat alat input dan output.
2. Mengambil instruksi instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama kalua diperlukan oleh proses.
4. Mengirim instruksi ke ALU ada perhitungan atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.
5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Struktur CPU

Komponen Internal CPU

Struktur Data Internal CPU

Komponen CPU

1. Unit Kontrol

    Unit kontrol adalah bagian yang mengatur jalannya program. Komponen ini tentu terdapat di seluruh CPU. CPU bertugas untuk mengontrol komputer sehingga akan terjadi sinkronisasi yang terjadi antara komponen yang bekerja dalam menjalankan suatu fungsi operasi. termasuk bentuk tanggung jawab unit kontrol adalah dengan mengambil perintah, instruksi serta memori utama untuk menentukan berbagai  jenis instruksi.

        Jika ada instruksi untuk aritmatika atau perbandingan logika, unit kontrol akan mengirim instruksi ke ALU. Hasil pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama untuk disimpan, dan waktu akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:

1. Mengatur dan mengontrol alat input (masukan) dan output (keluaran).
2. Mengambil instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika dan perbandingan logika, lalau mengawasi kerja dari ALU.
5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

2. Register

    Register merupakan sebuah alat penyimpanan berukuran kecil namun memiliki kecepatan proses cukup tinggi dengan fungsi untuk dapat bekerja menyimpan data atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat sedang di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.

3. Unit ALU

    Unit ALU memiliki fungsi sebagai sistem yang menjalankan operasi aritmetika serta operasi logika yang berdasar dari instruksi yang telah ditentukan. ALU sering disebut dengan bahasa mesin yang dikarenakan dalam bagian ini ALU terbagi menjadi dua bagian, arithmetika satuan serta kumpulan boolean unit logika, yang masing-masing dilengkapi spesifikasi pekerjaan sendiri.

    Tugas utama dari sistem ALU adalah melakukan seluruh perhitungan aritmatika yang terjadi berdasarkan perintah program. ALU melakukan operasi aritmatika dasar penjumlahan sehingga membentuk sirkuit elektronik yang akan digunakan disebut dengan adder.

    Tugas lain dari ALU ialah untuk menentukan keputusan operasi logika sesuai perintah program. Operasi logika yang meliputi perbandingan dua operand dengan cara menggunakan operator logika yang tertentu.

4. CPU Interconnections

    CPU Interconnections Adalah sebuah sistem koneksi serta bus yang akan menghubungkan komponen internal dari CPU, yaitu ALU, unit kontrol serta berbagai register-register dengan bus-bus eksternal CPU yang akan menghubungkan dengan system yang lainnya. Seperti dari memori utama, piranti masukkan serta keluaran.

Cara kerja CPU

    Input adalah proses dimana data eksternal dimasukkan ke dalam komputer. Hal ini terutama disediakan oleh perangkat input yang umum, seperti keyboard, mouse, scanner, atau modem. Setelah komputer menganalisis input, data yang kemudian diolah dan diubah menjadi output.
    Sebuah penyimpanan data komputer yakni memori, dan mengambil data yang dibutuhkan baik dari Read-Only Memory (ROM) atau Random Access Memory (RAM). ROM adalah memori permanen yang mempertahankan data bahkan ketika sistem dimatikan. RAM adalah memori sementara dan, karena itu, setiap data yang tersimpan akan dihapus saat sistem dimatikan. CPU menggunakan RAM untuk menyimpan dan mengambil data yang pada dasar dibutuhkan. Sebagai contoh, instruksi yang diperlukan untuk memulai sebuah program akan disimpan dan diambil dari RAM.
    Output adalah hasil akhir dari masukan data yang sudah diolah ke dalam sistem komputer. Hal ini mengacu pada proses dimana CPU mengirimkan data ke perangkat yang terpasang, seperti monitor, printer, atau bahkan program komputer yang menjalankan. Output data baik dapat disimpan sementara atau permanen, yang berarti komputer harus memiliki cara untuk mengisi data ini sambil proses sedang dilakukan.

Referensi

1. https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral
2. https://www.nesabamedia.com/struktur-cpu/
3. https://www.mediainformasionline.com/2018/04/struktur-dan-fungsi-cpu.html