Alat pemroses adalah alat di mana instruksi-instruksi program diproses untuk mengolah data yang sudah dimasukkan lewat alat input dan hasilnya akan di
 |
| Gambar oleh PublicDomainPictures dari Pixabay |
PENDAHULUAN
Alat Pemroses - Alat pemroses adalah alat di mana instruksi-instruksi program diproses 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
CPU (Central Processing Unit) merupaakn tempat pemrosesan instruksi-instruksi program. Pada komputer mikro, processor ini disebut dengan microprocessor.
CPU terdiri dari dua bagian utama, yaitu unit kendali (control unit) dan unit arithmatika dan logika (arithmetic and logic unit). Disamping dua bagian utama tersebut, CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut dengan register.
CONTROL UNIT
Bagian ini bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Control unit mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Control unit mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa data dari alat input ke main memory, mengambil data dari main memory untuk diolah. Bila ada instruksi untuk perhitungan arithmatika atau perbandingan logika, control unit mengirim instruksi tersebut ke arithmetic and logic unit. Hasil dari pengolahan data ini dibawa oleh control unit ke main memory lagi untuk disimpan.
Jadi tugas dar contol unit adalah sebagai berikut:
- Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
- Mengambil instruksi-instruksi dari main memory.
- Mengambil data dari main memory kalau diperlukan oleh proses.
- Mengirim instruksi ke arithmetic and logic unit bila ada perhitungan arithmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja arithmetic and logic unit.
- Menyimpan hasil proses ke main memory.
ARITHMETIC AND LOGIC UNIT
Tugas utama dari 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 proses arithmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika ini disebut adder.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:
- Sama dengan (=)
- Tidak sama dengan (<>)
- Kurang dari (<)
- Kurang atau sama dengan dari (<=)
- Lebih besar dari (>)
- Lebih besar atau sama dengan dari (>=)
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.
Secara analog, register ini dapat diibaratkan dengan ingatan di otak bila anda melakukan pengolahan data secara manual. Sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengendalikan seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
Program yang berisi kumpulan dari instruksi-instruksi dan data diletakkan di main memory yang diibaratkan sebagai sebuah meja. Anda mengerjakan program tersebut dengan memproses satu persatu instruksi-instruksi yang ada didalamnya mulai dari instruksi yang pertama. Instruksi ini anda baca dan diingat (instruksi yang sedang diproses disimpan di register). Misalnya instruksi tersebut berbunyi HITUNG C=A+B, maka anda membutuhkan data untuk nilai A dan B yang masih ada di meja. Data tersebut anda baca dan masuk ke ignatan anda (data yang sedang diproses disimpan di register), yaitu A bernilai 2 dan B bernilai 3. Sekarang di ingatan otak anda telah tersimpan suatu instruksi dan nilai data A serta B, dengan demikian nilai dari C daapt anda hitung hasilnya, yaitu sebesar 5. Hasil dari perhitungan ini perlu anda tuliskan kembali ke meja (hasil pengolahan direkamkan kembali ke main memory). Setelah semua instruksi selesai anda proses, kemungkinan program, data dan hasil pengolahan ingin anda simpan di filling cabinet. Simpanan luar komputer diibaratkan sebagai filling cabinet. Jadi ada 3 macam ingatan yang dipergunakan dalam sistem komputer, yaitu sebagai berikut ini:
- Register, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.
- Main memory, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses dan hasil dari pengolahan.
- External memory (simpanan luar), dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara permanen.
Register yang berhubungan dengan instruksi yang sedang diproses adalah instruction register dan program counter. Instruction register (IR) atau disebut juga program register digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses. Program yang berisi kumpulan dari instruksi, pertama kali ditempatkan di main memory. Pemrosesan program dilakukan instruksi per instruksi. Instruksi yang mendapat giliran untuk diproses, diambil dari main memory dan disimpan di instruction register (IR).
Program counter (PC) atau disebut juga control counter atau instruction counter adalah register yang digunakan untuk menyimpan alamat (address) lokasi dari main memory yang berisi instruksi yang sedang diproses. Selama pemrosesan instruksi yang dilakuakn oleh CPU, isi dari program counter (PC) dirubah dengan alamat dari main memory berikutnya yang berisi instruksi selanjutnya yang mendapat giliran untuk diproses. Sehingga bila pemrosesan sebuah instruksi selesai dilakukan, tidak ada waktu yang terbuang untuk mencari jejak dari instruksi berikutnya yang akan diproses, karena alamat atau letak dari instruksi tersebut sudah berada di program counter.
Register yang berhubungan dengan data yang sedang diproses adalah general-purpose register. Untuk beberapa komputer, general-purpose register diberi simbol R0, R1, R2, ... Rn yang mempunyai kegunaan yang umum, seperti misalnya untuk menampung data yang sedang diolah (disebut dengan operand register) dan untuk menampung hasil pengolahan (disebut dengan accumulator).
Untuk komputer IBM PC yang menggunakan mikroprocessor Intel 8088, mempunyai general purpose register sebanyak 4 buah register, sebuah digunakan untuk accumulator yaitu register yang diberi nama AX register dan tiga buah yang lainnya untuk operand register, yaitu BX, CX, dan DX register.
Operand register digunakan untuk menampung data atau operand yang sedang dioperasikan. Accumulator adalah register yang digunakan untuk menyimpan hasil dari operasi arithmatika dan operasi logika yang dilakukan oleh ALU.
Konsep penting yang mempengaruhi kecepatan dari processor adalah ukuran dari register. Istilah word size menggambarkan ukuran dari operand register yang berkisar dari 8 sampai 64 bit. Misalnya operand register mempunyai word size 16 bit, maka processor tersebut disebut dengan 16-bit processor, selanjutnya banyak yang menyebut komputernya sebagai komputer 16-bit. Sebagai contoh adalah komputer IBM PC, yang mempergunakan microprocessor Intel 8088 dengan word size 16 bit.
16 bit register dengan nama AX, BX, CX, dan DX masing-masing terdiri dari pasangan 8 bit register. Register AX terdiri dari 16 bit dengan pasangan 8 bit register AH (A-High byte) dan AL (A-Low byte).
Register lainnya yang digunakan sebagai jembatan antara CPU dengan main memory adalah Memory Address Register (MAR) dan Memory Data Register (MRD). Register ini dihubungkan dengan suatu jalur (disebut dengan bus) ke main memory.
Memory data register digunakan untuk menampung data atau isntruksi hasil pengiriman dari main memory ke CPU atau untuk menampung data yang akan direkam ke main memory dari hasil pengolahan oleh CPU. Instruksi atau data yang diambil dari main memory dikirimkan ke CPU lewat data bus dan diterima terlebih dahulu di memory data register, dan akan dipindahkan ke instructuon register bila berbentuk instruksi atau ke operand register bila berbentuk data. Demikian juga bila hasil operasi yang ada di accumulator akan direkamkan ke main memory, maka diletakkan terlebih dahulu ke memory data register.
Sedang memory data address register digunakan untuk menampung alamat (address) data atau instruksi di main memory yang akan diambil atau yang akan direkamkan. Bila instruksi atau data akan diambil dari main memory, maka main memory harus diberitahu terlebih dahulu letak alamat (address) dari data atau instruksi tersebut di main memory. Alamat tersebut diletakkan di memory address register oleh control unit dan dikirimkan ke main memory lewat adress bus. Demikian juga bila hasil pengolahan akan direkamkan ke main memory, maka main memory harus diberitahu terlebih dahulu alamat perekaman dari data di main memory. Control unit akan meletakkan alamat tersebut di MAR dan dikirimkan ke main memory lewat address bus.
Sebagai tambahan dari register, beberapa CPU menggunakan suatu cache memory atau disebut juga dengan scratch-pad memory atau high-speed buffer atau buffer memory dengan maksud supaya kerja dari CPU lebih efisien dan mengurangi waktu yang terbuang. Tanpa cache memory, CPU akan menunggu sampai data atau instruksi diterima dari main memory atau menunggu hasil pengolahan selesai dikirim ke main memory baru proses selanjutnya bisa dilakukan padahal proses dari main memory lebih lambat dibandingkan dengan kecepatan register. Cache memory didletakkan diantara CPU dengan main memory.
Cache memory harus lebih cepat dari main memory dan mempunyai ukuran yang cukup besar, tetapi tidak sebesar main memory. Sebenarbta cache memory tidak diperlukan bilamana main memory dibuat secepat cache memory, tetapi cara demikian tidaklah ekonomis. Dengan cache memory, sejumlah blog informasi di main memory dipindahkan ke cache memory dan selanjutnya CPU akan berhubungan dengan cache memory.
Hartono, Jogiyanto. 2000. Pengenalan Komputer. Yogyakarta: ANDI.
KOMENTAR