Central processing unit(CPU) adalah bagian dari sebuah sistem komputer yang melakukan instruksi dari program komputer, untuk melakukan operasi aritmatika, logika,dan input / output dasar dari sistem. CPU memainkan peran analog dengan otak dalam komputer. Istilah ini telah digunakan dalam industri komputer setidaknya sejak awal 1960-an. [1] Bentuk, desain dan implementasi dari CPU telah berubah secara dramatis sejak awal , tetapi operasi dasar mereka tetap sama.
Pada mesin besar, CPU memerlukan satu atau beberapa papan sirkuit tercetak. Pada komputer pribadi dan workstation kecil, CPU ditempatkan dalam sebuah chip silikontunggal yang disebut mikroprosesor. Sejak 1970-an kelas mikroprosesor CPU telahhampir sepenuhnya diambil alih semua implementasi CPU lainnya. CPU modern yang besar sirkuit terpadu skala dalam paket biasanya kurang dari empat sentimeter persegi, dengan ratusan menghubungkan pin.
Dua komponen khas dari CPU adalah logika aritmatika unit (ALU), yang melakukanoperasi aritmatika dan logika, dan unit kontrol (CU), yang ekstrak instruksi dari memori dan menerjemahkan dan mengeksekusi mereka, menyerukan ALU bila diperlukan.
Tidak semua sistem komputasi mengandalkan unit pengolahan pusat. Sebuah prosesorarray atau prosesor vektor memiliki beberapa elemen komputasi paralel, dengan tidak ada satu unit dianggap sebagai "pusat". Dalam model komputasi terdistribusi, masalah ini diselesaikan oleh satu set saling berhubungan didistribusikan prosesor.
Unit
Pengolah Pusat (UPP) (bahasa Inggris : CPU, singkatan dari Central Processing
Unit), merujuk kepada perangkat keras komputer
yang memahami dan melaksanakan perintah
dandata dari perangkat lunak .
Istilah lain, prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU.
Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu ,
seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu -tunggal. Sejak pertengahan tahun
1970-a n , mikroprosesor sirkuit terpadu -tunggal ini telah umum digunakan dan
menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.
Komponen CPU
Diagram blok sede
rhana sebuah CPU.
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa
macam, yaitu sebagai berikut.
Unit
kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat
dalam semua CPU.CPU bertu gas 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. 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
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 diib aratkan 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, ya itu unit arithmetika dan unit logika
boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. 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 digu nakan disebut adder.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan
keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi
logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika
tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<),
kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari
(>), dan lebih besar atau sama
dengan (³ ).
CPU Interconnections adal ah sistem
koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit
kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang
menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan
/keluaran.
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. 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
CPU
berfungsi seperti kalkulator , hanya saja CPU jauh lebih kuat daya
pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasiaritmatika 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. 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 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
denganregister 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 CPU yang disebut dengan penghitung program akan memantau instruksi
yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan
yang benar dan sesuai.
Percabangan instruksi
Pemrosesan
instruksi dalam CPU dibagi atas dua tahap, Tahap-I disebut Instruction Fetch,
sedangkan Tahap-II disebut Instruction Execute. Tahap-I berisikan pemrosesan CPU
dimana Control Unit mengambil data dan/atau instruksi dari main-memory ke
register, sedangkan Tahap-II berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit
menghantarkan data dan/atau instruksi dari register ke main-memory untuk
ditampung di RAM, setelah Instruction Fetch dilakukan. Waktu pada tahap-I
ditambah dengan waktu pada tahap-II disebut waktu siklus mesin (machine cycles
time). Penghitung
program dalam CPU umumnya bergerak secara berurutan. Walaupun demikian,
beberapa instruksi dalam CPU, yang disebut denganinstruksi lompatan,
mengizinkan CPU 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 denganflag.
Bilangan yang dapat ditangani
Kebanyakan
CPU dapat menangani dua jenis bilangan, yaitu fixed-pointdan 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 CPU 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-pointjauh
lebih rumit dan dapat diselesaikan dalam waktu yang lebih lama oleh CPU karena
mungkin dapat menggunakan beberapa siklus detak CPU. 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 CPU 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
FROM
.jpg)
0 komentar:
Posting Komentar