Apa itu CPU?

Central
Processing
Unit
(CPU)
atau
Unit
Pemrosses
Sental
(UPS)
adalah
Perangkat
keras pada komputer (hardware) yang
menerima perintah dan mengolah data
dari perangkat lunak (sofware) atau di
sebut juga dengan processor. Adapun
mikroprocessor adalah CPU yang
diproduksi pada sirkuit terpadu dan
kebanyakan pada sistem yang tunggal.
Sekarang ini mikroprocessor sudah banyak
dijumpai pada komputer - komputer yang
sudah beredar di pasaran. Sejak
pertengahan tahun 1970-an,
mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini
telah umum digunakan dan menjadi aspek
penting dalam penerapan CPU.
STRUKTUR CPU
Unit Control yaitu bagian yang
mengontrol jalanya program. CPU
bertugas mengontrol komputer sehingga
terjadi penyelarasan kerja antar hardware
pada komputer. Termasuk mengambil
Intruksi dari memori utama dan
mengolahnya.
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
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.
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. 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.
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 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.
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/UPS
UPS berfungsi seperti kalkulator, hanya
saja UPS jauh lebih kuat daya
pemrosesannya. Fungsi utama dari UPS
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. UPS
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, UPS
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 UPS 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 UPS yang disebut dengan
penghitung program akan memantau
instruksi yang sukses dijalankan supaya
instruksi tersebut dapat dieksekusi
dengan urutan yang benar dan sesuai.
PERCABANGAN INTRUKSI
Pemrosesan instruksi dalam UPS dibagi
atas dua tahap, Tahap-I disebut
Instruction Fetch, sedangkan Tahap-II
disebut Instruction Execute. Tahap-I
berisikan pemrosesan UPS dimana Control
Unit mengambil data dan/atau instruksi
dari main-memory ke register, sedangkan
Tahap-II berisikan pemrosesan UPS
dimana Control Unit menghantarkan data
dan/atau instruksi dari register ke main-
memory untuk ditampung di MAA,
setelah Instruction Fetch dilakukan.
Waktu pada tahap-I ditambah dengan
waktu pada tahap-II disebut waktu siklus
mesin (machine cycles time). Penghitung
program dalam UPS umumnya bergerak
secara berurutan. Walaupun demikian,
beberapa instruksi dalam UPS, yang
disebut dengan instruksi lompatan,
mengizinkan UPS mengakses instruksi
yang terletak bukan pada urutannya. Hal
ini disebut juga percabangan instruksi
(branching instruction). Cabang-cabang
instruksi tersebut dapat berupa cabang
yang bersifat kondisional (memiliki syarat
tertentu) atau non-kondisional. Sebuah
cabang yang bersifat non-kondisional
selalu berpindah ke sebuah instruksi baru
yang berada di luar aliran instruksi,
sementara sebuah cabang yang bersifat
kondisional akan menguji terlebih dahulu
hasil dari operasi sebelumnya untuk
melihat apakah cabang instruksi tersebut
akan dieksekusi atau tidak. Data yang diuji
untuk percabangan instruksi disimpan
pada lokasi yang disebut dengan flag
BILANGAN YANG DAPAT DITANGANI
Kebanyakan UPS dapat menangani dua
jenis bilangan, yaitu fixed-point dan
floating-point. Bilangan fixed-point
memiliki nilai digit spesifik pada salah satu
titik desimalnya. Hal ini memang
membatasi jangkauan nilai yang mungkin
untuk angka-angka tersebut, tetapi hal ini
justru dapat dihitung oleh UPS secara
lebih cepat. Sementara itu, bilangan
floating-point merupakan bilangan yang
diekspresikan dalam notasi ilmiah, di
mana sebuah angka direpresentasikan
sebagai angka desimal yang dikalikan
dengan pangkat 10 (seperti 3,14 x 1057).
Notasi ilmiah seperti ini merupakan cara
yang singkat untuk mengekspresikan
bilangan yang sangat besar atau bilangan
yang sangat kecil, dan juga mengizinkan
jangkauan nilai yang sangat jauh sebelum
dan sesudah titik desimalnya. Bilangan ini
umumnya digunakan dalam
merepresentasikan grafik dan kerja ilmiah,
tetapi proses aritmatika terhadap bilangan
floating-point jauh lebih rumit dan dapat
diselesaikan dalam waktu yang lebih lama
oleh UPS karena mungkin dapat
menggunakan beberapa siklus detak UPS.
Beberapa komputer menggunakan sebuah
prosesor sendiri untuk menghitung
bilangan floating-point yang disebut
dengan FPU (disebut juga math co-
processor) yang dapat bekerja secara
paralel dengan UPS untuk mempercepat
penghitungan bilangan floating-point. FPU
saat ini menjadi standar dalam banyak
komputer karena kebanyakan aplikasi saat
ini banyak beroperasi menggunakan
bilangan floating-point