Pengertian dan Fungsi CPU
CPU
Unit Pengolah Pusat (UPP).
CPU, singkatan dari
Central Processing Unit), merujuk kepada
perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain,
prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam
sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sorkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun
1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.
Komponen CPU
Diagram blok sede
rhana sebuah CPU.
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut.
- Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.CPU bertu gas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah 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:
• Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. • Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. • Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses. • Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU. • Menyi
mpan hasil proses ke memori utama.
- 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. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diib aratkan 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, ya itu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digu nakan 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 (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari
(>), dan lebih 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 lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.
Cara Kerja CPU
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (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 Accumulator. 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 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.
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 memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan ketik, 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 (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut
alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.
Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. 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
register supaya 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 program akan 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 RAM, 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 10
57). 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.
Pengertian RAM
RAM yang merupakan singkatan dari
Random Access Memory adalah sebuah perangkat keras komputer yang berfungsi menyimpan berbagai data dan instruksi program. Berbeda dengan tape magnetik atau disk yang mengakses data secara berurutan, isi dari RAM dapat diakses secara random atau tidak mengacu pada pengaturan letak data. Data di dalam RAM bersifat sementara, dengan kata lain data yang tersimpan akan hilang jika komputer dimatikan atau catu daya yang terhubung kepadanya dicabut.
RAM biasa juga disebut sebagai memori utama (main memory), memori primer (primary memory), memori
internal (internal memory), penyimpanan utama (primary storage), memory stick, atau RAM stick. Bahkan terkadang orang hanya menyebutnya sebagai
memori meskipun ada jenis memori lain yang terpasang di komputer.
RAM merupakan salah satu jenis memori internal yang mendukung kecepatan prosesor dalam mengolah data dan instruksi. Dengan menggunakan tambahan RAM ke dalam komputer dapat menghasilkan pengaruh positif pada kinerja dan kecepatan komputer, meskipun RAM sebenarnya tidak menentukan kecepatan komputer.
Modul memori RAM yang umum diperdagangkan berkapasitas 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, dan 4 GB.
Jenis-jenis RAM:
 | DRAM (Dynamic Random Access Memory)
adalah jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus disegarkan secara berkala oleh CPU agar tidak hilang. Hal ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori lainnya. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi. |
 | SRAM (Static Random Access Memory)
adalah jenis RAM (sejenis memori semikonduktor) yang tidak menggunakan kapasitor. Hal ini mengakibatkan SRAM tidak perlu lagi disegarkan secara berkala seperti halnya dengan DRAM. Ini juga sekaligus membuatnya memiliki kecepatan lebih tinggi dari DRAM. Berdasarkan fungsinya terbagi menjadi Asynchronous dan Synchronous. |
 | EDORAM (Extended Data Out Random Accses Memory)
adalah jenis RAM yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara bersamaan, sehingga kecepatan baca tulisnya pun menjadi lebih cepat. Umumnya digunakan pada PC terdahulu sebagai pengganti Fast Page Memory (FPM) RAM. |
 | SDRAM (Synchronous Dynamic Random Acces Memory)
adalah jenis RAM dinamis yang kemampuan kecepatannya lebih cepat dari pada EDORAM dan kepingannya terdiri dari 168 pin. RAM ini disinkronisasi oleh clock sistem dan cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz. |
 | RDRAM (Rambus Dynamic Random Acces Memory)
adalah salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corporation menggunakan Bus Speed sebesar 800 MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit). RDRAM memiliki memory controller yang canggih sehingga tidak semua motherboard bisa mendukungnya. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4. |
 | NV-RAM (Non-Volatile Random Access Memory)
merupakan jenis RAM yang menggunakan baterai Litium di dalamnya sehingga data yang tersimpan tidak akan hilang meskipun catu daya dimatikan. |
| VGRAM (Video Graphic Random Acces Memory)
adalah jenis RAM yang dibuat khusus untuk video adapter. Kapasitas VGRAM sangat menentukan kualitas gambar yang dihasilkan oleh video adapter tersebut | | | |
PENGERTIAN ROM DAN JENIS-JENISNYA BESERTA CONTOHNYA
Pengertian ROM
ROM kependekan dari Read Only Memory, yaitu perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM, walaupun keduanya memiliki kesamaan yaitu dapat diakses secara acak (random).ROM berbeda dengan RAM.
Perbedaan diantara keduanya antara lain:
1. ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu seperti RAM. Pengisian atau penulisan data, informasi, ataupun program pada ROM memerlukan proses khusus yang tidak semudah dan se-fleksibel cara penulisan pada RAM. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware, yaitu perangkat lunak yang berhubungan dengan perangkat keras. Contoh ROM semacam ini adalah ROM BIOS. ROM BIOS berisi program dasar sistem komputer yang berfungsi untuk mengatur dan menyiapkan semua peralatan atau komponen yang ada atau yang terpasang pada komputer saat komputer ‘dinyalakan/dihidupkan’.
2. Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak mudah berubah walaupun komputer ‘dimatikan’ atau dalam keadaan mati (off). Sedangkan pada RAM, semua isinya (baik berupa data, program atau informasi) akan hilang dengan sendirinya jika komputer ‘dimatikan’ (dalam keadaan off).
3. ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya. Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang walaupun komputer mati. Sedangkan RAM membutuhkan daya agar dapat menyimpan data, jika RAM tidak mendapatkan daya, dengan sendirinya tidak akan dapat menyimpan data. Hal inilah yang menyebabkan data yang terdapat dalam RAM secara otomatis akan hilang bila komputer mati (off).
4. ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC (Integrated Circuit), sama seperti RAM yag wujudnya kebanyakan juga berupa IC. Teks atau kode yang tertulis pada kedua jenis IC ini berbeda. IC ROM biasanya memiliki kode tulisan (teks) 27xxx. Angka 27 menunjukkan kode untuk ROM, sedangkan xxx menjunjukkan kapasitas ROM dalan satuan kilo bit.
Fungsi ROM
Seperti telah diungkapkan sebelumnya bahwa umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware. Pada perangkat komputer, sering ditemukan untuk menyimpan BIOS. Pada saat sebuah komputer dinyalakan, BIOS tersebut dapat langsung dieksekusi dengan cepat, tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpan lebih dahulu sepRead Only Memory adalah suatu hardware berupa memori yang hanya dapat dibaca. Pada ROM, kita tidak dapat mengisi atau menulisi data sewaktu-waktu seperti pada RAM. walaupun keduanya sama-sama dapat diakses secara acak.memori jenis ini memang lebih lambat, tapi data pada ROM tidak akan hilang dan tidak berubah walau komputer dalam keadaan mati/off karena ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya listrik. Adapun bentuk dari ROM modern ini sering ditemukan dalam bentu IC (integrated circuit). Fungsi daripada ROM adalah sebagai media penyimpanan firmware, yaitu software (perangkat lunak) yang berhubungan dengan hardware (perangkat keras). seperti ROM BIOS, dimana BIOS tersebut dapat langsung di eksekusi dengan cepat, tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpanan lebih dulu seperti yang umumnya terjadi pada alat penyimpanan lain. Walau memori ROM hanya dapat dibaca saja, tapi data pada memori ini dapat di tulis ulang.
Read-only Memory (ROM) adalah istilah bahasa Inggris untuk medium penyimpanan data pada komputer. ROM adalah singkatan dari Read-Only Memory, ROM ini adalah salah satu memori yang ada dalam computer. ROM ini sifatnya permanen, artinya program / data yang disimpan didalam ROM ini tidak mudah hilang atau berubah walau aliran listrik di matikan.
Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat dilakukan dengan mudah. Biasanya program / data yang ada dalam ROM ini diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk menyimpan firmware (piranti lunak yang berhubungan erat dengan piranti keras).
Salah satu contoh ROM adalah ROM BIOS yang berisi program dasar system komputer yang mengatur / menyiapkan semua peralatan / komponen yang ada dalam komputer saat komputer dihidupkan.
ROM modern didapati dalam bentuk IC, persis seperti medium penyimpanan/memori lainnya seperti RAM. Untuk membedakannya perlu membaca teks yang tertera pada IC-nya. Biasanya dimulai dengan nomer 27xxx, angka 27 menunjukkan jenis ROM , xxx menunjukkan kapasitas dalam kilo bit ( bukan kilo byte ).
Beberapa Jenis ROM:
Mask ROM adalah ROM yang tidak bisa ditulis ulang (non-flashable) sehingga tidak dapat di up-grade.
PROM (Programmable Read Only Memory) adalah jenis ROM yang hanya bisa dibaca datanya. PROM tergolong memori non-volatile, yaitu data/informasi/program yang tidak akan hilang walau komputer dalam keadaan off/mati (tidak mendapat daya listrik). jadi data yang terdapat pada memori ini bersifat permanen
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah jenis memori ROM yang dapat ditulisi program/data secara elektris. Data/informasi/Program dapat hilang/dihapus bila terkena sinar ultraviolet. EPROM termasuk memori non-volatile, sama dengan PROM, yaitu data tidak akan hilang ketika komputer kita matikan/ tidak mendapat daya listrik.
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), sama seperti PROM dan EPROM, EEPROM masih tergolong non-vilatile.
EEPROM merupakan komponen yang banyak digunakan pada peralatan elektronik unutk menyimpan konfigurasi data. Kapasitas EEPROM terbatas, pada sistem hardware biasanya digunakan untuk menyimpan data konfigurasi BIOS dan Setting yang berhubungan. proses penghausan data pada EEPROM lebih cepat daripada EPROM karena data dapat dihapus secara elektrik dengan sinar ultraviolet. EEPROM Rewrite adalah alat untuk menghapus data pada EEPROM. Contoh memory yang sejenis dengan EEPROM adalah Flash Memory. Yaitu jenis ROM yang bisa ditulis ulang. Biasanya digunakan pada kamera digital, Aplikasi Mp3, Handphone, Flashdisk, dll erti yang umum terjadi pada alat penyimpan lain selain ROM.
Umumnya, pada media simpan lain, jika dieksekusi untuk dibaca isi atau datanya, media simpan tersebut harus dinyalakan lebih dahulu sebelum dibaca, yang tentu saja membutuhkan waktu agak lama. Hal seperti ini tidak terjadi pada ROM.
Pada komputer (PC) modern, BIOS disimpan dalam chip ROM yang dapat ditulisi ulang secara elektrik yang dikenal dengan nama Flash ROM. Itulah sebabnya istilah flash BIOS lebih populer daripada ROM BIOS
Flasdisk merupakan tempat penyimpanan data yang paling digemari karena kapasitasnya yang besar dan beragam selain itu ukurannya yang kecil memudahkan kita untuk membawanya kemana-mana, hadirnya flasdisk telah menggantikan floppy disk yang dulu sering digunakan untuk penyimpanan data yang portable, kapasitas minimum flashdis adalah 128mb sedangkan untuk kapasitas maksimumnya bisa mencapai 40 Gb, lebih kecil dibanding Hardisk External yang kapasitasnya bisa mencapai 1 tera bite (1000 Gb).
