Central Processing Unit (CPU)

Kita sering menyebut wadah atau casing perangkat keras atau hardware sebagai CPU, wadah atau casing tersebut memiliki komponen:

1. Motherboard merupakan tempat menancapkan atau memasangkan komponen-komponen komputer lainnya seperti processor, video card, sound card, dan lain sebagainya. Motherboard berfungsi untuk menghubungkan setiap komponen-komponen komputer tersebut agar bisa saling berkomunikasi satu sama lain. Setiap motherboard memiliki spesifikasi-nya masing-masing, spesifikasi seperti processor apa yang didukungnya dan berapa kapasitas maksimal RAM yang didukung oleh motherboard tersebut. 
2. Prosesor merupakan otak sebuah komputer yang bertugas memproses perintah dan logika yang diberikan oleh operator komputer, banyaknya jenis processor yang ada sebanding dengan software yang berkembang dipasaran kerena dituntut untuk dapat melakukan banyak perkerjaan salam satu waktu terkadang pemilihan processor yang kita gunakan harus tepat, karena jika sampai salah pilih akan berimbas pada lambatnya proses kerja sebuah komputer yang pasti berimbas langusng pada pekerjaan pengguna komputer. 
3. RAM berfungsi menampung data yang telah terproses oleh processor sebelum di alirkan kebagian-bagian yang membutuhkan, banayknya pengembangan yang dilakukan pada bagian ini membuat kita lebih mudah dalam pemilihan ram yang cocok untuk pekerjaan kita, apalagi sekarang hampir semua merk menerapkan sistem garansi lifetime pada ram 
4. Chipsetmengatur komunikasi antara komponen. Chipset dibagi menjadi dua bagian. Chip pertama disebut “Nort Bridge” yang dapat mengatur komunikasi antara AGP, RAM, Processor, dan “South Bridge” pada chipset. Dan bagian chip yang kedua adalah “South Bridge” yang dapat mengatur semua inputan dan output pada komputer, termasuk PCI dan ISA bus. Processor, Memori (RAM), Cache, dan Chipset bekerja bersama untuk mengaktifkan fungsi komputer. 
5. Video card VGA mengolah gambar sebelum ditampilkan ke monitor, banyaknya kebutuhan pengolahan gambar bagi gamers atau designer yang mengharuskan merogoh kantong yang agak dalam, beruntung sekarang bagi pengguna komputer kantor video grafis sudah terintegrasi dalam motherboard sehingga lebih menghemat pengeluaran. 
6. Sound card mempunyai fungsi kartu suara sebagai prosesor audio untuk komputer Anda. Analog atau sinyal digital yang masuk ke dalam input kartu dan digital diinterpretasikan sebagai algoritma yang pada gilirannya ditafsirkan sebagai bentuk gelombang dan menghasilkan sinyal sonik dalam output dari kartu suara komputer. Kartu suara adalah perangkat yang dipasang berjalan pada sistem komputer Anda, dengan sifat keras diprogram dan driver perangkat terpisah. Kartu suara mengontrol semua audio pada komputer. 
7. Hardisk sebagai penyimpanan data pada komputer, kapasitas yang benar tentu saja berpengaruh terhadap jumlah data yang dapat kita simpan, ditambah lagi buffer yang besar akan membantu kecepatan transfer baik antar hardisk ataupun untuk proses suatu program. Fungsi lain dari hardisk untuk penyimapanan data yang bersifat mobile dengan sedikit penambahan casing pada hardisk laptop. 
8. Optical disk drivemempunyai fungsi utama untuk pembacaan pada media CD ataupun DVD, memang secara fungsi sekarang kurang diminati karena banyaknya media penyimpanan yang bersifat mobile dan berkapasitas lebih besar daripada CD, DVD ataupun Blueray yang dapat diakses langsung tanpa menggunakan CD atau pun DVD. 
9. Power suplay merupakan pengubah jenis daya listrik yang tersedia di stopkontak, 120 volt, 60 Hz, menjadi arus komputer dapat digunakan, +5 dan +12 volt DC saat ini. Biasanya komponen elektronik digital dan sirkuit di komputer, seperti motherboard, kartu adaptor, dan papan disk drive logika, gunakan +5 volt power, dan kipas dan motor disk drive menggunakan daya +12 volt. Untuk komputer untuk berjalan dengan baik, pasokan dari kedua jenis arus harus diberikan setiap saat. 
10. Casing berfungsi sebagai tempat kita meletakkan atau menempelkan motherboard, power supply, optical disc drive, hard disk, dan lain sebagainyaMelindungi berbagai komponen di dalamnya dari debu, panas, air, atau kotoran lainnya pada saat bekerja Casing juga menjadi penting karena hampir semua periferal macam motherboard, CD-ROM drive, harddisk, dan floppy drive menggunakan casing ini sebagai tempat dudukannya alias tempat bekerjanya sehari-hari.

Namun sebenarnya CPU atau kepanjangan dari Central Processing Unit ini merupakan salah satu perangkat keras atau hardware itu sendiri, yaitu Processor.

Central Processing Unit (CPU) atau dikenal juga dengan Processor merupakan pusat pengeksekusi setiap tugas atau perintah baik yang berupa data maupun informasi di dalam sistem computer. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal.Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

CPU ini berbentuk IC yang diberi nama sesuai dengan tipenya, misalnya 8088 untuk PC XT dan 80286 untuk PC AT,Pentium IV dan sebagainya. Karena CPU ini berada pada suatu board (papan) yang disebut motherboard dan terletak dalam kotak (casing), sekarang ini orang jadi cenderung menyebut kotak berisi catu daya, disk drive dan motherboard sebagai CPU/ kotak CPU. Di dalam kotak CPU biasanya terdapat 2 buah disket drive yang diberi nama disket drive A dan disket drive B. selain disket drive ada juga yang mempunyai hard disk dan CD ROM.

A.      Komponen CPU

Berbagai komponen CPU, yaitu sebagai berikut:

Unit Kontrolmampu mengatur jalannya program.CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya.termasuk dalam tanggung jawab, unit kontrol 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:

ê  Mengatur dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).

ê  Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

ê  Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.

ê  Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.

ê  Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data danatau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan 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 diibaratkan 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, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan instruksi program.ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan 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 (!=), kurang dari (<), kurang dari atau sama dengan (≤), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (≥).

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 lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.

C.      Cara Kerja CPU

Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di MAA (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 Akumulator. 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 Unitakan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.

D.      Fungsi CPU

CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memoriatau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan tombol,pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunakkomputer.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 akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada MAA dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.

Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut denganbus, yang menghubungkan antara CPU dengan MAA. 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 dengan registersupaya 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 programakan 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, 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 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 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 dengan flag.

Bilangan yang dapat ditangani

Kebanyakan CPU dapat menangani dua jenis bilangan, yaitu fixed-point dan 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-point jauh 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.

Daftar Pustaka:
http://id.wikipedia.org/wiki/Unit_Pemroses_Sentral