Central Processing Unit.pdf
0 likes360 views
Makalah ini membahas tentang Central Processing Unit (CPU) yang merupakan komponen utama dalam komputer yang berfungsi untuk memproses data dan menjalankan instruksi-instruksi program. CPU terdiri dari beberapa komponen penting seperti ALU, control unit, dan register. Makalah ini juga menjelaskan fungsi-fungsi CPU dan cara kerja proses fetch-execute dalam memproses program.
Central Processing Unit.pdf
- 1. MAKALAH Central Processing Unit (CPU) Dosen pengampuh; Nailin Nikmatul Maulidiyah, M.M Disusun Oleh: Amelia Putri FAKULTAS EKONOMI & BISNIS ISLAM PROGRAM STUDI EKONOMI SYARIAH UNIVERSITAS ISLAM ZAINUL HASAN GENGGONG KRAKSAAN-PROBOLINGGO 2022-2023
- 2. ii KATA PENGANTAR Puji syukur atas kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-nya makalah yang berjudul “Central Processing Unit (CPU)” ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Keberhasilan kami dalam penulisan makalah ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu kami menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu terselesaikannya makalah ini. Kami menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan dan masih banyak kekurangan yang masih perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkan saran yang membangun demi kesempurnaan makalah ini, sehingga dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya. kraksaan, 29 maret 2023 Penulis
- 3. Daftar; KATA PENGANTAR............................................................................................................... ii DAFTAR ISI………………………………………………………………………………………………………………………1 BAB I.................................................................................................................................... 2 PENDAHULUAN................................................................................................................... 2 Latar Belakang Central Processing Unit (CPU)................................................................ 2 Rumusan Masalah........................................................................................................... 3 Tujuan ............................................................................................................................. 3 BAB II................................................................................................................................... 4 PEMBAHASAN..................................................................................................................... 4 1.1 Pengertian CPU ................................................................................................... 4 1.2 Fungsi CPU .......................................................................................................... 4 1.3 Koponen-Koponen CPU............................................................................................ 5 A. CARA KERJA CPU ....................................................................................................... 10 2.1 struktur dan fungsi CPU .......................................................................................... 11 B. Fungsi CPU ................................................................................................................ 13 BAB III................................................................................................................................ 18 PENUTUP........................................................................................................................... 18 1. Kesimpulan............................................................................................................ 18 2. Saran ..................................................................................................................... 18 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 19
- 4. BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Central Processing Unit (CPU) Sebuah CPU (Central Processing Unit) atau seringkali disederhanakan secara bahasa menjadi prosesor, merupakan komponen digital dari komputer yang menterjemahkan instruksi dari program komputer dan bertugas memproses data. CPU memperlengkapi komputer digital sehingga mereka dapat diprogram, dan CPU (bersamaan dengan media penyimpanan utama dan fasilitas input/output) merupakan komponen penting disemua masa perkembangan komputer. Sebuah CPU yang dibangun sebagai satu komponen terintergrasi dikenal dengan mikroprosessor (microprocessor). Pada awal pertengahan tahun 1970an, secara bertahap mikroprosesor lama tergantikan oleh rancangan mikroprosesor yang lebih kompleks dan berkemampuan hitung lebih tinggi, dan sekarang istilah "CPU" biasanya ditujukan kepada beberapa tipe mikroprosesor. Istilah "central processing unit" sebenarnya merupakan gambaran dari kelas logic tertentu dari mesin yang mengeksekusi program komputer. Definisi yang luas ini telah diterapkan pada banyak komputer jauh sebelum istilah "CPU" menjadi terkenal seperti sekarang. Bagaimanapun juga, istilah tersebut telah dipergunakan pada industri per- komputer-an setidaknya sejak awal tahun 1960an (weik 1961). Bentuk, rancangan dan implementasi dari CPU telah berubah secara dramatis sejak awal peluncurannya, tetapi operasi dasarnya masih tetap sama.
- 5. Rumusan Masalah 1. Apa pengertian Central Processing Unit (CPU)? 2. Apa fungsi Dari CPU? 3. Apa saja isi CPU? 4. Bagaimana struktur CPU dan apa saja komponen – komponen yang ada di dalam CPU? Tujuan 1. Mengetahui pengertian Central Processing Unit (CPU) 2. Mengetahui fungsi Dari CPU 3. Mengetahui isi CPU 4. Mengetahui Bagaimana struktur CPU dan apa saja komponen – komponen yang ada di dalam CPU
- 6. BAB II PEMBAHASAN 1.1 Pengertian CPU CPU kepanjangannya adalah Central Processing Unit. CPU bertanggung jawab untuk melakukan semua dari perhitungan matematika yang diperlukan oleh komputer agar dapat berfungsi dengan baik. Dikarenakan komputer tidak dapat berfungsi tanpa CPU (yang mungkin juga disebut sebagai central processor atau hanya prosesor saja), tidak jarang terdengar orang merujuk ke CPU sebagai "otak" dari sebuah komputer. Jadi CPU adalah otak dari komputer . Kadang-kadang disebut hanya sebagai prosesor pusat, tetapi lebih lazim disebut prosesor , CPU adalah tempat yang paling perhitungan berlangsung. Dalam hal daya komputasi, CPU adalah elemen yang paling penting dari sebuah sistem komputer . Di dalam CPU sendiri, terdapat empat tahap operasi yang terjadi, yaitu: fetch, Decode, Execute, dan Store 1.2 Fungsi CPU Fungsi utama CPU adalah menjalankan program-program yang disimpan di memori utama. Hal ini dilakukan dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan mengeksekusinya satu persatu sesuai dengan alur perintah. Pekerjaan ini dilakukan dalam dua tahapan yaitu membaca instruksi (fetch) dan melaksanakan instruksi tersebut (execute). Proses membaca dan melaksankan ini dilakukan berulang-ulang sampai semua instruksi yang terdapat di memori utama dijalankan atau komputer dimatikan. Proses ini dikenal juga sebagai siklus fetch-eksekusi.
- 7. Siklus fetch-eksekusi bisa dijelaskan sebagai berikut 1. di awal setiap siklus, CPU akan membaca dari memori utama, 2. sebuah register, yang disebut Program Counter (PC), akan mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, 3. ketika CPU membaca sebuah instruksi, Program Counter akan menambah satu hitungannya, 4. lalu instruksi-instruksi yang dibaca tersebut akan dimuat dalam suatu register yang disebut register instruksi (IR), dan akhirnya 5. CPU akan melakukan interpretasi terhadap instruksi yang disimpan dalam bentuk kode binari, dan melakukan aksi yang sesuai dengan instruksi tersebut. 1.3 Koponen-Koponen CPU Bagian-Bagian CPU Di dalam CPU terdapat beberapa bagian dengan fungsinya masing-masing yang saling berkaitan. Diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Power Supply Power Supply adalah sebuah perangkat yang ada di dalam CPU yang berfungsi untuk menyalurkan arus listrik ke berbagai peralatan computer. Perangkat ini memiliki 5 connector atau lebih, yang dapat disambungkan keberbagai peralatan seperti Motherboard, Harddisk, Floppy Disk Drive, CD ROM
- 8. 2. Motherboard Motherboard ialah papan utama, atau papan sirkuit yang berfungsi untuk menghubungkan setiap komponen pada komputer. Motherboard yaitu papan PCB yang mempunyai jalur - jalur sistematis yang menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Motherboard bisa disebut juga Mainboard. Pada mainboard terdapat bagian - bagian input maupun output berupa socket ataupun slot. Seperti socket processor, slot memory, konektor IDE, socket Catu daya, Slot peripheral, I/O port, dll. Jadi semua tempat untuk komponen sudah tersusun rapi di dalam motherboard ini. Motherboard disimpan atau ditempatkan di Casing (Kotak Komputer). 3. Hardisk Hardisk atau bisa disebut juga hard drive, fixed disk, HDD, atau cukup hard disk saja, adalah media yang digunakan untuk menyimpan file sistem dan data dalam komputer. Hard disk terdiri atas tiga bagian utama, yaitu piringan magnetik, bagian mekanis, serta head untuk membaca data. Piringan tersebut digunakan untuk menyimpan data, sedangkan bagian mekanis bertugas memutar piringan tersebut. Jenis-jenis Hardisk diantaranya ATA, SATA, SCSI .
- 9. 4. Processor Processor sering disebut sebagai otak dan pusat pengendali computer yang didukung oleh kompunen lainnya. Processor adalah sebuah IC yang mengontrol keseluruhan jalannya sebuah sistem komputer dan digunakan sebagai pusat atau otak dari komputer yang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas. Processor terletak pada socket yang telah disediakan oleh motherboard, dan dapat diganti dengan processor yang lain asalkan sesuai dengan socket yang ada pada motherboard. Salah satu yang sangat besar pengaruhnya terhadap kecepatan komputer tergantung dari jenis dan kapasitas processor. 5. VGA Card Kartu VGA adalah komponen yang tugasnya menghasilkan tampilan secara visual dari komputer kalian. Hampir semua program menghasilkan keluaran visual, kartu VGA adalah hardware yang memberikan perintah kepada monitor untuk menampilkan keluaran visual yang dapat kita lihat.
- 10. 6. CD Room CD-ROM (singkatan dari Compact Disc - Read Only Memory) adalah sebuah piringan kompak dari jenis piringan optik (optical disc) yang dapat menyimpan data. Ukuran data yang dapat disimpan saat ini bisa mencapai 700 MB atau 700 juta bita. CD-ROM bersifat read only (hanya dapat dibaca, dan tidak dapat ditulisi). Untuk dapat membaca isi CD-ROM, alat utama yang diperlukan adalah CD Drive. Perkembangan CD-ROM terkini memungkinkan CD dapat ditulisi berulang kali (Re Write / RW) yang lebih dikenal dengan nama CD-RW. 7. Kabel HDD Kabel data mempunyai fungsi penting juga yakni untuk menghubungkan 1 komponen komputer dengan komponen lainnya, sebagai contoh kabel data ini dapat menghubungkan antara motherboard dan hardisk, tujuannya adalah Hardisk kita dapat terbaca dan melewati sistem yang ada pada motherboard. 8. LAN Card (Local Area Network)
- 11. LAN Card mempunyai fungsi sebagai penghubung antara komputer 1 dengan komputer yang lainnya, selama kita mempunyai LAN Card ini sangat memungkinkan kita dapat terhubung dengan internet (tentunya jika kita mempunyai jaringan ADSL) ataupun bisa terkoneksi dengan komputer yang lainnya (jika terhubung ke dalam HUB/Switch). 9. Kabel UTP Kabel UTP mempunyai fungsi untuk menghubungkan komputer 1 dengan komputer lainnya, jika kita memiliki LAN Card, tapi tidak memiliki kabel UTP maka sangatlah mustahil kita dapat melakukan koneksi antara 1 komputer dengan komputer yang lainnya. 10. RAM (Random Access Memory) Memory adalah perangkat yang berfungsi mengolah data atau intruksi. Semakin besar memori yang disediakan, semakin banyak data maupun intruksi yang dapat mengolahnya. RAM adalah sebuah perangkat yang berfungsi untuk menyimpan data. RAM bersifat sementara atau data yang tersimpan dapat dihapus.lain halnya dengan ROM. ROM mempunyai fungsi yang sama dengan RAM tetapi ROM bersifat permanen atau data yang tersimpan tidak dapat dihapus.
- 12. A. CARA KERJA CPU Adapun cara kerja dari CPU (central processing unit) dapat dilihat dari urutannya sebagai berikut: 1. Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (melalui Input-storage); 2. Apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). 3. 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. 4. 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. 5. Hasilnya ditampung di Accumulator. 6. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. 7. 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. Cara kerja CPU ini dapat dilihat dengan lebih singkat pada gambar di bawah ini:
- 13. 2.1 struktur dan fungsi CPU CPU Central Processing Unit Merupakan komponen terpenting dari sistem komputer Komponen pengolah data berdasarkan instruksi yang diberikan kepadanya Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen Komponen Utama CPU Arithmetic and Logic Unit (ALU) Control Unit Registers CPU Interconnections Arithmetic and Logic Unit (ALU) Bertugas membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi-instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya. ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit aritmetika dan unit logika boolean, yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Control Unit
- 14. Bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi- instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Registers Media penyimpanan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. CPU Interconnections Sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal dan bus- bus eksternal CPU. Komponen internal CPU yaitu ALU, unit kontrol dan register-register. Komponen eksternal CPU : sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran.
- 15. B. Fungsi CPU Menjalankan program-program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi-instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah. Pandangan paling sederhana proses eksekusi program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu : operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute). Siklus Fetch - Eksekusi Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya akan membaca instruksi dari memori. Terdapat registers dalam CPU yang berfungsi mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya, yang disebut Program Counter (PC). PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi. Instruksi-instruksi yang dibaca akan dibuat dalam register instruksi (IR).
- 16. Instruksi-instruksi ii dalam bentuk kode-kode binner yang dapat direpresentasikan oleh CPU kemudian dilakukan aksi yang diperlukan. Aksi CPU CPU - Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya. CPU - I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya. Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data. Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi. Siklus Eksekusi Instruction Address Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya. Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau mengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU. Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan. Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori. Operand Fetch (OF), yaitu mengambil operand dari memori atau dari modul I/O. Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi. Operand Store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori. Fungsi Interupsi Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi dalam CPU kepada routine interupsi.
- 17. Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU. Tujuan Interupsi Secara umum untuk manajemen pengeksekusian routine instruksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul-modul I/O maupun memori. Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU di samping itu kecepatan eksekusi masing-masing modul berbeda. Dapat sebagai sinkronisasi kerja antar modul. Kelas Sinyal Interupsi Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya : aritmatika overflow, pembagian nol, operasi ilegal. Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan dengan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler. I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi. Hardware Failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan partas memori. Proses Interupsi Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi instruksi-instruksi lain. Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya, maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor. Kemudian prosesor akan menghentikan eksekusi yang sedang dijalankannya untuk meng-handle routine interupsi. Setelah program interupsi selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkina tindakan, yaitu interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi ditolak. Interupsi ditangguhkan : Apa yang dilakukan prosesor ? Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan.
- 18. Prosesor menyetel Program Counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler. Sistem Operasi Kompleks Interupsi ganda (multiple interrupt). o Misalnya suatu komputer akan menerima permintaan interupsi saat proses pencetakan dengan printer selesai, disamping itu dimungkinkan dari saluran komunikasi akan mengirimkan permintaan interupsi setiap kali data tiba. Dapat diambil dua buah pendekatan untuk menangani interupsi ganda ini. Pendekatan Interupsi Ganda Ada 2 pendekatan : Pendekatan ini disebut pengolahan interupsi berurutan/sekuensial. o Menolak atau tidak mengizinkan interupsi lain saat suatu interupsi ditangani prosesor. o Setelah prosesor selesai menangani suatu interupsi maka interupsi lain baru ditangani. Pengolahan interupsi bersarang yaitu mendefinisikan prioritas bagi interupsi. o Interrupt handler mengizinkan interupsi berprioritas lebih tinggi ditangani terlebih dahulu.
- 19. Contoh Kasus Suatu sistem memiliki tiga perangkat I/O : printer, disk dan saluran komunikasi, masing-masing prioritasnya 2, 4, dan 5. Bagaimana proses interupsinya ? Pada awal sistem melakukan pencetakan dengan printer, saat itu terdapat pengiriman data pada saluran komunikasi sehingga modul komunikasi meminta interupsi. Proses selanjutnya adalah pengalihan eksekusi interupsi modul komunikasi, sedangkan interupsi printer ditangguhkan. Saat pengeksekusian modul komunikasi terjadi interupsi disk, namun karena prioritasnya lebih rendah maka interupsi disk ditangguhkan. Setelah interupsi modul komunikasi selesai akan dilanjutkan interupsi yang memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu disk. Bila interupsi disk selesai dilanjutkan eksekusi interupsi printer. Selanjutnya dilanjutkan eksekusi program utama.
- 20. BAB III PENUTUP 1. Kesimpulan CPU kepanjangannya adalah Central Processing Unit. CPU bertanggung jawab untuk melakukan semua dari perhitungan matematika yang diperlukan oleh komputer agar dapat berfungsi dengan baik. Dikarenakan komputer tidak dapat berfungsi tanpa CPU (yang mungkin juga disebut sebagai central processor atau hanya prosesor saja), tidak jarang terdengar orang merujuk ke CPU sebagai "otak" dari sebuah komputer. Di dalam CPU berlangsung berbagai macam proses yang berawal dari sebuah inputan dan oleh CPU akan di Proses menjadi sebuah informasi yang kita inginkan. 2. Saran CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Jika salah satu bagian dari CPU mengalami kerusakan, maka dapat dipastikan bahwa kinerja komputer juga tidak dapat maksimal.