Central Processing Unit (CPU)

  I.            Pengertian CPU

CPU adalah otak dari computer yang mengatur seluruh kinerja computer.CPU berada

Pada suatu papan/board yang disebut motherboard dan terletak dalam casing .

  II.            Komponen CPU

1.      Arithmetic and Logic Unit (ALU)

ALU bertugas melakukanoperasi aritmatika dan logika sesuai dengan instruksi program.

ALU terdiri dari 2 Unit :

·         Unit  arithmetika

·         Unit logika Boolean

     Operasi logika menggunakan operator logika, seperti:

·         Sama dengan (=)

·         Tidak sama dengan (<>)

·         Kurang dari (<)

·         Kurang dari atau sama dengan (<=)

·         Lebih besar dari (>)

·         Lebih besar dari atau sama dengan (>=)

·         Control Unit (CU)

2.      Control Unit

Control Unit  mengendalikan semua jalanya program yang ada pada system computer.

Tugas CU:

·         Mengatur dan mengendalikan alat I/O

·         Mengambil instruksi-instruksi dari memori

·         Mengambil data dari main memory kalau diperlukan oleh proses

·         Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau logika

·         Menyimpan hasil proses ke main memory

3.      Registers,

Register dalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data, dan bersifat sementara.

Dua  peran Register pada CPU :

a.       Register terlihat oleh pengguna

Memungkinkan programmer dengan bahasa mesin untuk mengoptimalkan penggunaan memori.

Ada beberapa kategori Register terlihat oleh pengguna :

§  Register Bertujuan Umum

Register ini digunakan untuk berbagai macam fungsi,

dan dapat juga digunakan untuk fungsi pengalamatan

§  Register Data

Register ini hanya dapat digunakan untuk menampung

data dan tidak dapat digunakan dalam kalkulasi alamat operand.

§  Register Alamat

Register ini digunakan untuk menampung pengalamatan data,

seperti:

o   Pointer Segmen untuk menampung alamat segmen

o   Register Indeks untuk menampung alamat indeks

o   Pointer Stack untuk menyimpan alamat stack yang

memungkinkan pengalamatan tersembunyi, seperti push dan pop

§  Register Kode Kondisi

o   Kode kondisi adalah set bit oleh CPU sebagai hasil operasi, atau disebut juga sebagai flag.

b.      Register Kontrol dan Status

Digunakan oleh unit kontrol untuk mengontrol operasi CPU dan S/O dalam mengontrol eksekusi program.

Register untuk eksekusi instruksi adalah :

§  Program Counter (PC): berisi alamat instruksi yang diambil

§  Instruction Register (IR): berisi instruksi yang paling akhir diambil

§  Memory Address Register (MAR): berisi alamat lokasi dalam memori

§  Memory Buffer Register (MBR): berisi data word yang dituliskan ke memori atau word yang terakhir dibaca.

4.      CPU Interconnections

CPU Interconnections merupakan bus dan system koneksi yang menghubungan ALU ,Unit Control dan Register-register .

             III.            Fungsi CPU

Fungsi utama CPU menjalankan program-program yang tersimpan di memori utama        dengan cara mengambil, menguji dan mengeksekusi intruksi satu persatu sesuai alur perintah.

Pengolahan instruksi pada CPU terdiri dari dua langkah :

·         operasi pembacaan instruksi (fetch)

·         operasipelaksanaan instruksi

1.      Siklus Fetch – Eksekusi

a.       Pada awal setiap siklus intruksi , Cpu akan membaca dari memori utama.

b.      Program counter akan menghitung dan mengawasi intruksi selanjutnya

c.       Program counter akan menambah satu hitunganya Ketika Cpu membaca sebuah intruksi

d.      Lalu intruksi yang dibaca akan dibuat dalam Instruction Register (IR) yang berbentuk kode-kode biner, kemudian dilakukan aksi yang diperlukan.

Aksi-aksi CPU:

a. Perpindahan data dari CPU ke memori dan

    sebaliknya.

b. Perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan

    sebaliknya.

c. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi

    aritmatika dan logika terhadap data.

d. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan

    fungsi atau kerja.

2.      Fungsi Interupsi

Fungsi interupsi adalah mekanisme pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi.

      Macam-macam kelas sinyal interupsi

a.      Program, interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program.

b.      Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan

dalam prosesor

c.    I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O

sehubungan pemberitahuan kondisi error dan

penyelesaian suatu operasi.

d.    Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan

oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.