CPU

CPU (Central Processing Unit)

    CPU atau Central Processing Unit adalah sebuah perangkat keras  (hardware) yang berfungsi untuk mengolah data. CPU dapat dikatakan sebagai otak komputer karena CPU lah yang mengatur semua aktivitas dan program yang berjalan pada sebuah perangkat komputer. hal apapun yang kita lakukan dengan komputer yang berkaitan dengan data, CPU lah yang mengaturnya. seperti misalnya jika kita mengetik sebuah kalimat dengan keyboard dan kalimat itu akan tampil di layar, CPU lah yang mengolah data input dari keyboard dan menampilkan output di layar monitor. 

CPU memiliki beberapa bagian, antara lain:


        A. ALU (Aritmathic Logic Unit)

   Unit ALU atau Aritmathic Logic Unit berupakan unit yang berfungsi untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering disebut bahasa mesin dikarenakan pada bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, arithmetika satuan dan boolean unit logika, yang masing-masing memiliki spesifikasi pekerjaan sendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan perintah program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.

   selain tugas tersebut, tugaslain dari ALU adalah untuk membuat keputusan dari operasi logika sesuai dengan perintah program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹), kurang dari (<), kurang dari atau sama dengan (£), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³). Interkoneksi yang CPU dan bus sistem koneksi yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, perangkat input / output.

       B. Register

      Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. jika dianalogikan, 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.

Register tidak dapat dilepaskan dari mikroprosessor, sebab pada mikroprosessor terdapat register yang berfungsi untuk menyimpan sementara hasil dari tahapan operasi arithmetika dan logika pada mikroprosessor. Register dalam bahasa rakitan menggunakan real mode memory yang sesuai dengan mikroprosessor Intel generasi 8088 s/d Pentium.

Register yang terdapat pada mikroprosessor Intel terdiri dari :

1.      General purpose register (register serbaguna)

2.     Pointer register (register pointer)

3.     Index register (register indeks)

4.     Segment register (register segment)

5.     Flag register (register status).

Semua register di atas lebarnya 32 bit, kecuali register segment (CS, DS, ES, SS, FS dan GS) hanya 16 bit. Register 32 bit dapat digunakan sebagai register 16 bit, kecuali register General purpose register dapat dibagi menjadi 8 bit (AL,AH, BL, BH, CL, CH, DL dan DH) yang berasal dari 16 bit (AX, BX, CX, DX). Register 32 bit diberi kode di depan register dengan E misalnya: EAX, EBX, ECX dan EDX.

Macam-macam Jenis dan Fungsi Register

Berikut ini jenis dan fungsi dari masing-masing Register yaitu :

1. General Purpose Register

Register untuk keperluan umum yang terdiri atas :

 a.     Register AX (Accumulator register) 

berfungsi sebagai tempat Sementara hasil suatu operasi arithmetika atau logika (AL, AH, AX dan EAX)

-       Memasukkan nomor layanan interupsi, untuk keperluan pemesanan sebuah layanan interupsi (register AH).

-       Menyimpan bilangan yang dikalikan (reg AL, AX, EAX) dan setengan bagian terkecil (LSB) dari hasil perkalian (register DX-AX dan EDX-EAX).

-       Menyimpan setengah bagian terkecil(LSB) sebuah bilangan dibagi (DX-AX dan EDX-EAX) dan hasil bagi (AL, AX, EAX).

          b.    Register BX (Base Register)

Base register adalah register untuk menyimpan alamat offset data yang terletak di memori (BL, BH, BX dan EBX)

          c.     Register CX (Counter Register)

  Counter register adalah register serbaguna yang berfungsi sebagai:

-       Pencacah untuk operasi loop (CX dan ECX)

-       Pencacah untuk operasi shift dan rotate (CL)

-       Pencacah (counter) untuk operasi string (CX)

 d.           Register DX (Data register)

Data register adalah register serbaguna yang berfungsi sebagai :

-       Penyimpan hasil perkalian 16 bit (DX-AX) dan 32 bit (EDX-EAX).

-       Penyimpan hasil pembagian (DX-AX dan EDX-EAX)

-       Penyimpan data hexadesimal (kode ASCII) di reg DL untuk dicetak di layar monitor.

2. Pointer Register

Register ini untuk menunjukkan alamat sebuah data di lokasi memori, dipakai saat operasi perpindahan data (dari/ke memori), operasi stack (PUSH/POP) dan penunjukkan alamat suatu instruksi. Berikut adalah macam-macam pointer register: SP (Stack Pointer) dan ESP, BP (Base Pointer) dan IP (Instruction Pointer).

3. Index Register

Sama dengan pointer register, sering digunakan untuk menunjukkan alamat sebuah data di lokasi memori pada operasi string. Macam-macam register Index adalah : SI (Source Index), DI (Destination Index).

4. Segment Register

Segment register membentuk alamat memori untuk data. Pada operasi real mode suatu segment register akan berbeda dengan segment register pada operasi protected mode. Yang termasuk ke dalam segment register antara lain :

  Code segment -> untuk menunjukkan alamt instruksi berikutnya.

-       Data segment -> untuk menunjukkan alamat data pada transfer register

-       Extra segment -> register tambahan untuk operasi string

-       Stack segment -> dengan SP u/ menunjukkan stack dan memanggil suatu prosedur                                                  (CALL) dan mengarah ke program utama (RET).

 FS dan GS register -> register tambahan u/ segmen memori yang besar.

5. Flag Register

Berfungsi untuk menunjukkan status (keadaan) sesaat dari mikroprosessor. Bit-bit pada flag akan mengalami perubahan, tergantung proses yang baru saja berlangsung. Adapun kode bit yaitu sebagai berikut :

·               C (carry) -> 1=ada carry out 0= tdk ada carry out

·               P (Parity) -> 1=paritas genap 0= paritas ganjil

·               A (auxxiliary carry) -> 1=ada carry 0=tdk ada carry

·               Z (zero) -> 1=hasilnya nol 0=hasilnya bukan nol

·               S (sign) -> 1=hasilnya negatif 0=hasilnya positif

·               T (trap) -> bila diset 1 dimungkinkan melakukan debugging.

·               I (interrupt) -> 1= pin INTR enable 0=pin INTR disable

·               D (direction) -> 1=cacahan turun 0=cacahan naik

·               (Overflow) -> menunjukkan adanya kelebihan kapasitas atau tidak

·               IOPL (input-output privalege level) -> untuk protected mode

·               NT (nested task) -> indikasi dari penggabungan dengan operasi lain.

·               RF (resume) -> untuk debugging

·               VF (Virtual mode) -> untuk operasi virtual pada protected mode

·               AC (alignment check) -> untuk data word dialamati ke memori



       C. Memory

    Memori merupakan istilah umum yang mengacu pada perangkat keras pada komputer apa saja yang mampu untuk menyimpan data baik secara permanen maupun sementara. Memori termasuk komponen 
vital karena performa dari sebuah unit komputer salah satunya ditentukan oleh komponen ini, semakin besar ruang penyimpanan dan kecepatan dari memori, maka performa suatu komputer juga semakin baik. memory pada sebuah komputer terdiri dari dua macam yaitu:

1.   Read Only Memory (ROM)

ROM adalah jenis memori yang kontennya tidak hilang ketika komputer mati (kehilangan daya). Pada awalnya memori ini hanya bisa dibaca saja, tidak bisa dihapus dan kontennya sudah diisi oleh pabrik pembuatnya. Saat komputer dinyalakan, sebagaian konten (instruksi) yang ada di ROM ini akan dipindahkan ke RAM. Instruksi-instruksi yang ada di ROM diantaranya adalah instruksi untuk membaca sistem operasi, memeriksa semua komponen dari sistem dan menampilkan pesan di layar.

Dalam perkembangannya, ROM kemudian memiliki beberapa tipe yaitu PROM (Programmable ROM) adalah ROM yang dapat diprogram kembali satu kali, RPROM (Re-Programmable ROM) adalah ROM yang dapat diprogram sesuai keinginan, EPROM (Eraseble Programmable ROM) adalah ROM yang dapat dihapus menggunakan sinar ultraviolet dan diprogram kembali dan EEPROM (Electically Eraseble Programmable ROM) adalah ROM yang dapat dihapus menggunakan sinyal elektrik dan diprogram ulang. Di komputer dekstop, ROM juga dikenal dengan BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS.

2.   Random Access Memory (RAM)

RAM adalah kumpulan chip memori berupa IC (Integrated Circuit) yang terdiri dari jutaan transistor dan kapasitor. RAM merupakan tempat penyimpanan sementara dari komputer saat dijalankan dan dapat diakses secara acak (random). Konten dari RAM dapat dirubah (diganti) dan bersifat folatile. Fungsi utama RAM adalah mempercepat pemrosesan data karena dapat disimpan dan diambil kembali dengan sangat cepat.

Semakin besar RAM yang dimiliki komputer, semakin cepat pula kinerja dari komputer tersebut. RAM dibagi menjadi dua tipe yaitu DRAM (Dynamic RAM) adalah memori utama dari komputer (contoh FPM, EDO, SDRAM, RDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM dan DDR4 SDRAM) dan SRAM (Static RAM) adalah RAM yang digunakan sebagai cache berkecepatan tinggi dan buff

    D. BUS

Bus adalah  bagian dari sistem komputer yang berfungsi untuk memindahkan data antar bagian – bagian dalam sistem komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran.

Bus beroperasi pada kecepatan dan lebar yang berbeda. PC awal mempunyai bus dengan kecepatan 4.77 MHz dan lebar 8 bit yang dikenal dengan bus ISA (Industry Standard Architecture). Kemudian bus diperbaiki menjadi lebar 16 bit dengan kecepatan 8 MHz. Pada tahun 1990 Intel memperkenalkan bus PCI (Pheriperal Component Interconnect), semula dengan lebar 32 bit, sekarang lebar bus 64 bit dan di-run pada kecepatan 133 MHz.

Sedangkan jenis-jenis bus itu sendiri juga dikelompokkan berdasarkan masingmasing kriteria, tapi disini akan di jelaskan Jenis Bus berdasarkan fungsinya. Langsung saja berikut Jenis-jenis Bus Berdasarkan Fungsi :

1.  Data Bus :

- Berfungsi untuk mentransfer data, membawa data dari dan ke perangkat atau periferal

- Terdiri atas beberapa jalur penghantar, 8, 16, 32 bahkan 64 bahkan lebih jalur paralel

- Data ditransmisikan dalam dua arah, yaitu dari CPU atau mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya.

- Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu.

2.  Control Bus:

 - Berfungsi untuk mensinkronkan proses penerimaan dan pengiriman data.

 - Untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis atau dibaca.

 - Sinyal Kontrol: RD, WR, IO/M

- Sinyal Read dan write : untuk mengakses data ke dan dari perangkat

3.  Address Bus:

- membawa informasi untuk mengetahui lokasi suatu perangkat atau periferal

- Untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis atau dibaca

- Untuk menentukan rute data, bersumber dari mana, tujuannya ke mana.

- Bersifat searah, cpu memberikan alamat yang bertujuan untuk menentukan periferal mana yang dituju. Contoh memori mana yang dituju atau I/O mana yang dituju.

- Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat dialamati.

- Jumlah alamat yang dapat dituju pada Bus alamat adalah sebanyak 2ⁿ. n jumlah jalur Bus alamat.


daftar pustaka:
https://www.immersa-lab.com/pengertian-cpu-dan-fungsinya.htm
https://garudacyber.co.id/artikel/1486-pengertian-register-dan-jenis-jenis-register
https://medium.com/@mr.edwinsetiawan/sistem-bus-pada-komputer-penjelasan-singkat-2069c091e637