Apa yang dimaksud dengan Central Processing Unit?

Unit Pemroses Sentral (UPS) (bahasa Inggris: Central Processing Unit; CPU), merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami dan menerapkan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah pautan, pemroses/prosesor (processor), sering dipergunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang dihasilkan dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak menengah tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum dipergunakan dan menjadi ronde penting dalam penerapan CPU.

• 1 Komponen CPU
• 2 Aktivitas yang dipekerjakan Kerja CPU
  • 2.1 Fungsi CPU
  • 2.2 Percabangan instruksi
  • 2.3 Bilangan yang dapat ditangani
• 3 Pustaka
• 4 Pranala luar
  • 4.1 Perancang CPU
  • 4.2 Informasi pautan

Komponen CPU

Komponen CPU terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu sebagai berikut.

• Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti telah tersedia dalam seluruh CPU. CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila telah tersedia instruksi untuk anggaran aritmatika atau perbandingan logika, karenanya unit kendali hendak mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada masanya hendak disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:
  • Mengatur dan mengemudikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).
  • Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
  • Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
  • Mengirim instruksi ke ALU bila telah tersedia anggaran aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
  • Menyimpan hasil babak ke memori utama.

• Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang dipergunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya dipergunakan untuk menyimpan data masa di olah ataupun data untuk pengolahan kemudian. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai muslihat di otak bila kita memainkan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang mengandung ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh aktivitas tubuh dan mempunyai tempat untuk memainkan anggaran dan perbandingan logika.
• ALU unit yang bertugas untuk memainkan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena ronde ini ALU terdiri dari dua ronde, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing mempunyai spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah memainkan seluruh anggaran aritmatika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU memainkan seluruh operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang dipergunakan disebut adder.

Tugas pautan dari ALU adalah memainkan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), semakin besar dari (>), dan semakin besar atau sama dengan (³ ).

• CPU Interconnections adalah 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 pautannya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.

Aktivitas yang dipekerjakan Kerja CPU

Masa data dan/atau instruksi dibawa masuk ke processing-devices, pertama sekali ditaruh di MAA (melalui Input-storage); apabila berwujud instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berwujud data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, karenanya Control Unit hendak 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, karenanya ALU hendak mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang dikuatkan. Kesudahannya ditampung di Akumulator. Apabila hasil pengolahan telah habis, karenanya Control Unit hendak mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan semuanya telah habis, karenanya Control Unit hendak menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu kemudian dari Output-storage, hasil pengolahan hendak ditampilkan ke output-devices.

Fungsi CPU

CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh semakin kuat kekuatan pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah memainkan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dibawa masuk melewati beberapa perangkat keras, seperti papan tombol, 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 (MAA), yang mana setiap instruksi hendak diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada MAA dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.

Masa sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan MAA. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit babak yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian jadi ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang memainkan kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diproses. ALU dapat memainkan operasi-operasi tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data dalam register, sampai mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik, media penyimpan, atau register apabila hendak mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama babak ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung program hendak 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 MAA, sesudah Instruction Fetch dilakukan. Saat pada tahap-I ditambah dengan saat pada tahap-II disebut saat siklus mesin (machine cycles time).

Penghitung program dalam CPU umumnya memainkan usaha secara berurutan. Walaupun demikian, beberapa instruksi dalam CPU, yang disebut dengan instruksi 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 telah tersedia di luar arus instruksi, sementara sebuah cabang yang bersifat kondisional hendak menguji terlebih dahulu hasil dari operasi sebelumnya untuk melihat apakah cabang instruksi tersebut hendak dieksekusi atau tak. Data yang diuji untuk percabangan instruksi disimpan pada lokasi yang disebut dengan flag.

Bilangan yang dapat ditangani

Kebanyakan CPU dapat menangani dua jenis bilangan, yaitu fixed-point dan floating-point. Bilangan fixed-point mempunyai 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 semakin 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 aktivitas yang dipekerjakan 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 dipergunakan dalam merepresentasikan grafik dan kerja ilmiah, tetapi babak aritmatika terhadap bilangan floating-point jauh semakin melilit-lilit dan dapat diselesaikan dalam saat yang semakin 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 memainkan pekerjaan secara paralel dengan CPU untuk mempercepat penghitungan bilangan floating-point. FPU masa ini menjadi standar dalam banyak komputer karena kebanyakan aplikasi masa ini banyak beroperasi menggunakan bilangan floating-point.

Pustaka

• Architecture of the IBM System
• First Draft of a Report on the EDVAC
• The MIPS32® Instruction Set
• Ir. SNMP Simamora, MT,"Course Work: Mikroprosesor dan Antar-muka", Pangalengge Educations, 2006.

Pranala luar

Perancang CPU

• Advanced Micro Devices (AMD)
• ARM Ltd.
• Freescale Semiconductor (Motorola)
• IBM Microelectronics (IBM)
• Intel Corporation (Intel)
• MIPS Technologies (MIPS)
• Texas Instruments

Informasi pautan

• Aktivitas yang dipekerjakan kerja mikroprosesor
• Desain prosesor

Peranti masukanPeranti keluaranPenyimpan data bisa pindahKasing komputerPorta data

---

edunitas.com