CPU, Sistem Bus, ALU

CPU ( Central Processing Unit/ Prosesor ) 

Central Processing Unit (CPU), atau prosesor, adalah komponen yang bertindak sebagai otak utama dari komputer.

mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU. CPU Merupakan bagian utama dari komputer karena processor berfungsi untuk mengatur semua aktifitas yang ada pada komputer. Kecepatan eksekusi processor tergantung apalagi pada frekuensinya, satuan adalah MHz (MegaHertz) atau GHz (1 GigaHertz = 1000 MegaHertz).

CPU memiliki 3 Komponen yaitu : 

> Unit control

> Register

> ALU 

Cara Kerja CPU

CPU tidak benar-benar berpikir seperti manusia, hanya memindahkan data di sekitar sistem dengan cara yang ditentukan oleh pemrogram komputer. Sebuah CPU pada dasarnya melakukan tiga fungsi dasar.

1.    Input,

2.    process, 

3.      Output. 

> Input adalah proses dimana data eksternal dimasukkan ke dalam computer, contoh keyboard,mouse, scanner dll

>  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.

Cara kerja CPU dapat dilihat dengan urutan sebagai berikut:

1. Ketika data dan / atau instruksi dimasukkan ke dalam perangkat pemrosesan, pertama-tama masukkan RAM (melalui penyimpanan-Input);

2. Jika dalam bentuk instruksi, itu diakomodasi oleh Unit Kontrol dalam Penyimpanan-Program, tetapi jika itu dalam bentuk data, itu akan disimpan dalam Penyimpanan-Kerja).

3. Jika register siap menerima eksekusi, maka Unit Kontrol akan mengambil instruksi dari Penyimpanan-Program untuk diakomodasi ke Instruksi Daftar, sedangkan alamat memori yang berisi instruksi diakomodasikan di Konter Program.

4. Sementara data diambil oleh Unit Kontrol dari Penyimpanan-Kerja untuk diakomodasi pada daftar tujuan umum (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasarkan instruksi kerja yang dilakukan adalah aritmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan instruksi yang ditentukan.

5. Hasilnya ditampung dalam Akumulator.

6. Jika hasil pengolahan telah selesai, maka Unit Kontrol akan mengambil hasil pemrosesan dalam Akumulator untuk diakomodasi kembali ke Penyimpanan-kerja.

7. Jika keseluruhan pengerjaan telah selesai, maka Unit Kontrol akan mengambil hasil pemrosesan dari Penyimpanan-kerja untuk ditampung ke dalam Penyimpanan-keluaran. Kemudian dari Output-penyimpanan, hasil pemrosesan akan ditampilkan ke perangkat keluaran.

Sistem Bus

Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. arakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.

  

Jenis-jenis Bus

1. Dedicated Bus

    Bus yang khusus menyalurkan data tertentu, contohnya paket data saja, atau alamat saja,

     2. Multiplexed Bus

    Bus yang dilalui informasi yang berbeda baik data, alamat, dan sinyal control

Struktur Bus

Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah Masing-masing saluran ditandai dengan arti dan fungsi khusus.

fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu : 

1. saluran data

2. saluran alamat

3.  saluran control

1. Saluran Data

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem,sluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran

2. Saluran Alamat

Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah gambar data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat gambar yang dimaksud pada saluran alamat

3. Saluran Kontrol

Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat.

Contoh Bus
~ PCI
~ USB dll
~ PCI ( Peripheral Component Interconnection )

adalah bus yang didesain untuk menangani beberapa perangkat keras. PCI juga adalah suatu bandwith tinggi yang populer, prosesor   independent bus ini dapat berfungsi sebagai bus mezzenine atau bus periferal. Standar bus PCI ini dikembangkan oleh konsorsium PCI Special Interest Group yang dibentuk oleh intel corporation dan beberapa perusahaan lainnya, pada tahun 1992. Tujuan dibentuknya bus ini adalah untuk menggantikan Bus ISA/EISA yang sebelumnya digunakan dalam komputer IBM PC atau kompatibelnya.

~ USB ( Universal Serial Bus )

adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol permainan, ponsel dan PDA.

Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan peralatan hub yang khusus.

> Arithmatic and Logic Unit (ALU)

   adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang memiliki berfungsi melakukan operasi perhitungan aritmatika dan logika :Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalamALU di simpan ke dalam memori

ALU terdiri dari dua bagian Yaitu :

~ unit arithmetika

~ unit logika Boolean

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.

Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner (two’s complement). ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri

Fungsi ALU

Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) dan melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation).  Sirkuit yang digunakan oleh ALU ini disebut dengana dder karena Adder  digunakan untuk memproses operasi aritmetika, maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasional aritmetika

Ada 3 jenis Adder yaitu :

 ~ Rangkaian Adder  yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.

~ Rangkaian Adder  yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.

~ Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder.

Cara kerja ALU (Arithmetic Logical Unit)

  ALU akan bekerja setelah mendapat perintah dari Control Unit yang terletak pada processor. Control Unit akan memberi perintah sesuai dengan komando yang tertulis(terdapat) pada register. Jika isi register memberi perintah untuk melakukan proses penjumlahan, maka PC akan menyuruh ALU untuk melakukan proses penjumlahan. Selain perintah, register pun berisikan operasi-operasi. Setelah proses ALU selesai, hasil yang terbentuk adalah sebuah register yang berisi hasil atau suatu perintah lainnya.

Sauce : 

Sauce 1 
Sauce 2
Sauce 3