Pengertian dan Cara Kerja CPU

Pengertian dan Fungsi CPU 

          CPU singkatan dari Central Processing Unit adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menerima, melaksanakan perintah dan mengolah data dari perangkat lunak. 

Prosesor sering digunakan untuk menyebut CPU pada umumnya.

A. Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut: - 

1.  Unit kontrol (Control Unit) 
2.  Arithmetic Logic Unit (ALU) 
3.  Internal memory

1.  Unit kontrol (Control Unit) 

         Control Unit (CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).

Unit Kontrol memiliki beberapa fungsi antara lain :

1. Mengatur dan mengontrol peralatan dari input dan output.
2. Mengambil perintah-perintah  dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
4. Mengirim instruksi ke ALU ketika ada proses yang bersifat perhitungan aritmatika atau perbandingan.
5. logika serta mengawasi kerja.
6. Menyimpan hasil proses kedalam memori utama.

2.  Arithmetic Logic Unit (ALU) 

        ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit ( unit aritmatika dan logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit) adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan – pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder. 

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu: 

1. Sama dengan (=)
2. Tidak sama dengan (<>) 
3. Kurang dari (<)
4. Kurang atau sama dengan dari (<=) 
5. Lebih besar dari (>)
6. Lebih besar atau sama dengan dari (>=) 

Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain. 

3.Internal memory (Register)

         Internal memory  merupakan tempat atau media yang digunakan untuk menyimpan data yang akan atau yangsedang diolah oleh sistem komputer. Main memory dapat dibagi atas dua bagian, yaitu:

    a. ROM (Read Only Memory)
            ROM merupakan memory permanen yang terdapat pada sistem komputer yang sudah disusun dan dibuat oleh pabrik, biasanya tidak untuk diubah oleh pengguna komputer. ROM terdiri dari program pokok untuk dikonfigurasi sistem komputer seperti BIOS, BASIC dan BootStrap Loader. Sekarang ini ROM yang dipakai untuk BIOS menggunakan teknologi CMOS(Complementary Mental Oxide Semiconductor), yang dapat mengubah konfigurasi BIOS bila perlu sehingga pemakai komputer dapat mengubah sistem BIOS. ROM tetap berada di dalam komputer pada saat apapun. Sinyal di dalam ROM ini yang mengatur segala tugas CPU saat komputer mulai diaktifkan.

    b. RAM (Random Access Memory)
             Semua data yang dimasukkan melalui alat input pada setiap aplikasi akan dimasukkan terlebih dahulu ke dalam main memory ini, yaitu dalam RAM. Data-data yang terdapat dalam RAM ini hanya bersifat sementara. Apabila komputer dimatikan maka data tersebut akan hilang.

B. Cara Kinerja 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 dariOutput-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.