BAB V CENTRAL PROCESSING UNIT

ALAT PEMROSES Alat Pemroses adalah alat di mana instruksi-instruksi program di proses untuk mengolah data yang sudah dimasukkan lewat alat input dan hasilnya akan ditampilkan di alat output. Alat Pemroses terdiri dari : Central Processor atau CPU ( Central Processing Unit) dan Main Memory. CPU terdiri dari dua bagian utama yaitu : Unit Kendali Arithmetic And Logic Unit

CENTRAL PROCESSING UNIT Unit Kendali ( Control Unit ) Bagian ini bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Arithmetic And Logic Unit ( ALU) Bagian ini bertugas melakukan semua perhitungan arithmatika atau metematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program Diantara dua bagian utama tersebut , CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut dengan register

Control Unit Tugas Control Unit : 1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 2. Mengainbil instruksi-instruksi dan main memory. 3. Mengambil data dan main memory kalau diperlukan oleh proses. 4. Mengirim instruksi ke arithmetic and logic unit bila ada perhitungan arithmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja arithmetic and logic unit. 5. Menyimpan hasil proses ke main memory.

Arithmetic And Logic Unit Tugas utama dan arithmetic and logic unit (ALU) adalah melakukan semua perhitungan arithmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi arithmatika dengan dasar pertambahan sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian dan.pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder.

Arithmetic And Logic Unit (2) Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dan operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu: a. sama dengan (=) b. tidak sama dengan ( c. kurang dan (<) d. kurang atau sama dengan dan (<=) e. lebih besar dan (>) f. lebih besar atau sama dengan dan (>=).

Register Register merupakan simpanan kecil yang mempunyai kecepatan tinggi, lebih cepat sekitar 5 sampai 10 kali dibandingkan dengan kecepatan perekaman atau pengambilan data di main memory. Register digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses oleh CPU, sedang instruksi-instruksi dan data lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di main memory.

Cache Memory Suatu cache memory atau disebut juga dengan scratch-pad memory atau high-speed buffer atau buffer memory Digunakan sebagai tambahan dari register dengan maksud supaya kerja dari CPU lebih efisien dan mengurangi waktu yang terbuang. Tanpa cache memory, CPU akan menunggu data atau instruksi diterima dari main memory atau menunggu hasil pengolahan selesai dikirim ke main memory baru proses selanjutnya bisa dilakukan, padahal proses dan main memory lebih lambat dibandingkan dengan kecepatan register. Hal ini membuat CPU mengalami idle time (waktu menunggu). Cache memory diletakkan diantara CPU dengan main memory.

Array Processor Array processor atau co-processor adalah processor terpisah yang dàpat ditambahkan pada processor utamanya. Dengan array processor, perhitungan arithmatika yang besar dan sulit dapat dilakukan dengan membagi proses antara ALU (CPU) dengan array processor. Sebutan lainnya: math processor atau numeric data processor

Main Memory CPU hanya dapat menyimpan data dan instruksi di register yang ukurannya kecil, sehingga tidak dapat menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk keseluruhan proses dan program. Untuk mengatasi hal ini, maka di alat pemroses dilengkapi dengan simpanan yang kapasitasnya lebih besar, yaitu main storage atau internal memory atau internal storage atau primary storage atau temporary storage atau immediate access storage. Main memory terdiri dari Random Access Memory (RAM) dan Read Only Memory.

Random Access Memory ( RAM) Semua data dan program yang dimasukkan lewat alat input akan disimpan terlebih dahulu di main memory, khususnya di RAM. RAM merupakan memori yang dapat diakses yaitu dapat diisi dan diambil isinya oleh programmer. Struktur dari RAM dibagi menjadi 4 bagian yaitu : Input Storage,digunakan untuk menampung input yang dimasukkan lewat alat input Program Storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-inastruksi program yang akan diproses Working Storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil dari pengolahan Output Storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output

Random Access Memory (2) Input yang dimasukkan lewat alat input pertama kali ditampung terlebih dahulu di Input Storage, bila input tersebut berbentuk program maka dipindahkan ke Program Strorage dan bila berbentuk data akan dipindahkan ke Working Storage. Hasil dari pengolahan juga ditampung di Working Storage dan hasil yang akan ditampilkan ke alat output dipindahkan ke Output Storage RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan dari data yang disimpannya, yang disebut dengan istilah parity check. Bila data hilang atau rusak, dapat diketahui yaitu dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit atau check bit.

Read Only Memory (ROM) ROM (Read Only Memory), dari namanya, memori ini hanya dapat dibaca saja, programmer tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. Isi ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya, berupa sistem operasi (Operating System) yang terdiri dan program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci di keyboard untuk keperluan kontrol tertentu dan bootstrap program.

Read Only Memory (2) Jenis ROM PROM (Programmable Read Only Memory): dapat diprogram sekali saja oleh Programer EPROM ( Erasable PROM) atau RPROM : dapat dihapus dengan sinar ultraviolet dan dapat diprogram kembali berulang- ulang EEPROM ( Elecetrically Erasable PROM) : dapat dihapus dan diprogram secara elektronik

Read Only Memory (3) Ada beberapa jenis bahan pembuat main memory, namu yang banyak digunakan aalah semi konduktor (isinya akan terhapus bila arus listrik putus / mati) Semi conductor strorage dibuat dengan menggunakan teknologi VLSI(Very Large Scale Integration) yaitu meletakkan sejumlah sirkuit besar ke dalam suatu chip.

Hubungan antara CPU dengan Main Memory ataupun dengan Alat-alat I/O Hubungan antara CPU dengan main memory ataupun dengan alat-alat input/output dilakukan dengan suatu jalur yang disebut dengan bus. Hubungan antara CPU dengan main memory melalui jalur bus yang dilekatkan pada memory data register, memory address register dan control unit di CPU. Bus yang menghubungkan CPU dengan alat-alat input/output tidak dilekatkan langsung ke alat-alat input/output tersebut, tapi dapat melalui suatu I/O port atau DMA Controller atau I/O channel.

BUS Bus atau disebut juga dengan pathway merupakan suatu sirkuit yang merupakan jalur transportasi informasi antara dua atau lebih alat-alat dalam sistem komputer. Bus yang menghubungkan CPU dengan main memory disebut dengan internal bus. Bus yang menghubungkan CPU dengan alat-alat input/output disebut dengan external bus. Data bus adalah bus yang digunakan untuk jalur transportasi data dan instruksi. Address bus adalah bus yang digunakan untuk jalur transportasi alamat di main memory untuk data atau instruksi yang akan diambil atau akan direkamkan.

BUS (2) Control bus adalah bus yang digunakan untuk mengirimkan sinyal sebagai pemberitahuan akan dikirimkan süatu informasi atau telah diterimanya informasi yang dikirimkan dari satu alat ke alat yang lain. Di dalam internal bus, hubungan antara CPU dengan main memory melalui data bus yang dihubungkan dengan memory data register (MDR), address bus yang dihubungkan dengan memory address register (MAR) dan control bus yang dihubungkan dengan control unit.

I/0 Port Alat-alat input/output tidak dilekatkan langsung dengan bus, tetapi melalui suatu I/O port i/O interface. Alat-alat input/output dapat berkomunikasi dengan cara mengirimkan informasi yang akan dikomunikasikan lewat bus. Informasi yang dikirim dari alat input/output (peripheral device) ke main memory atau ke register di CPU diletakkan di I/O port dan dikirimkan lewat data bus. Informasi dari main memory yang akan dikirimkan ke peripheral device juga melalui data bus, dan diterima di I/O port. Cara pengiriman informasi ke alat-alat I/O seperti ini disebut dengan program-controlled I/O.

I/0 Port (2) Dengan cara program-controlled I/O seperti tersebut, hanya satu word data saja yang dapat dikirimkan setiap saät. Cara ini banyak diterapkan pada alat-alat I/O yang hanya dapat menangani satu karakter atau 1 byte atau 1 word (1 word = 2 atau lebih byte) saja tiap saat. Jika satu blok data yang besar (beberapa word sekaligus) dibutuhkan untuk dikirimkan dan atau ke peripheral device, cara yang lain harus digunakan, yaitu Direct Memory Access (DMA).

DMA Controller Untuk peripheral device yang mempunyai kecepatan tinggi, tidaklah ekonomis untuk pengiriman informasi byte per byte atau word per word, dan akan lebih ekonomis bila pengiriman informasi dilakukan sekaligus per blok informasi. DMA (Direct Memory Access) merupakan suatu unit yang melaksanakan komtrol terhadap peripheral yang mempunyai kecepatan sangat tinggi, prinsipnya adalah dengan menampung informasi dengan cara mengirimkan informasi per blok.

I/O Channel Bila beberapa peripheral device yang mempunyai kecepatan sangat tinggi akan dihubungkan dengan CPU, maka sebaiknya disediakan suatu DMA Controller yang digunakan untuk sejumlah peripheral devica. I/O Channel adalah suatu DMA Controller yang dipergunakan bersama-sama untuk sejumlah alat-alat I/O.