Pengertian CISC

Pengertian CISC
Disingkat dengan CISC. Rangkaian instruksi built-in pada processor yang terdiri dari perintah-perintah yang kompleks. Instruksi-instruksi yang tersedia memudahkan para programmer untuk mengembangkan aplikasi untuk plattform CISC. Di lain pihak, banyaknya instruksi dalam CISC dapat mengurangi kecepatannya. Chip Intel x86 merupakan chip dari jenis CISC karena ia menggunakan set instruksi kompleks.

CISC merupakan kebalikan dari RISC, biasanya digunakan pada keluarga processor untuk PC (AMD, Cyrix). Para pesaing Intel seperti Cyrix dan AMD juga telah menggunakan chip RISC tetapi ia telah dilengkapi dengan penukar (converter) CISC.

Di sini chip jenis RISC akan membahagikan operasi besar kepada beberapa operasi yang lebih mudah sehingga terdapat perintah-perintah kecil yang mampu memproses dengan cepat.

Para perancang mikroprosesor mencari kinerja lebih bagus di dalam keterbatasan teknologi kontemporer. Pada tahun 1970-an misalnya, memori diukur dengan kilobyte dan sangat mahal saat itu. CISC merupakan pendekatan dominan karena menghemat memori.

Pada arsitektur CISC seperti Intel x86, yang diperkenalkan pada tahun 1978, bisa terdapat ratusan instruksi program - perintah-perintah sederhana yang menyuruh sistem menambah angka, menyimpan nilai dan menampilkan hasilnya. Bila semua instruksi panjangnya sama, instruksi sederhana akan memboroskan memori. Instruksi sederhana membutuhkan ruang penyimpanan 8 bit, sementara instruksi yang paling kompleks mengkonsumsi sebanyak 120 bit.

Walaupun instruksi dengan panjang bervariasi lebih sulit diproses oleh chip, instruksi CISC yang lebih panjang akan lebih kompleks. Bagaimanapun, untuk memelihara kompatibilitas software, chip x86 seperti Intel Pentium III dan AMD Athlon harus bekerja dengan instruksi CISC yang dirancang pada tahun 1980-an, walaupun keuntungan awalnya yaitu menghemat memori tidaklah penting sekarang.

Kelebihan dan kekurangan dari dua arsitektur tersebut sering menjadi perdebatatan diantara para ahli. Namun demikian teknologi terkini menggunakan arsitektur RISC ini.

Pengertian RISC

Disingkat dengan RISC. Rangkaian instruksi built-in pada processor yang terdiri dari perintah-perintah yang lebih ringkas dibandingkan dengan CISC. RISC memiliki keunggulan dalam hal kecepatannya sehingga banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan kalkulasi secara intensif. Konsep RISC pertama kali dikembangkan oleh IBM pada era 1970-an. Komputer pertama yang menggunakan RISC adalah komputer mini IBM 807 yang diperkenalkan pada tahun 1980. Dewasa ini, RISC digunakan pada keluarga processor buatan Motorola (PowerPC) dan SUN Microsystems (Sparc, UltraSparc). RISC dikembangkan melalui seorang penelitinya yang bernama John Cocke, beliau menyampaikan bahwa sebenarnya kekhasan dari komputer tidaklah menggunakan banyak instruksi, namun yang dimilikinya adalah instruksi yang kompleks yang dilakukan melalui rangkaian sirkuit. Pada desain chip mikroprosesor jenis ini, pemroses diharapkan dapat melaksanakan perintah-perintah yang dijalankannya secara cepat dan efisien melalui penyediaan himpunan instruksi yang jumlahnya relatif sedikit, dengan mengambil perintah-perintah yang sangat sederhana, akibatnya arsitektur RISC membatasi jumlah instruksinya yang dipasang ke dalam mikroprosesor tetapi mengoptimasi setiap instruksi sehingga dapat dilaksanakan dengan cepat. Dengan demikian instruksi yang sederhana dapat dilaksanakan lebih cepat apabila dibandingkan dengan mikroprosesor yang dirancang untuk menangan susunan instruksi yang lebih luas. Dengan demikian chip RISC hanya dapat memproses instruksi dalam jumlah terbatas, tetapi instruksi ini dioptimalkan sehingga cepat dieksekusi. Meski demikian, bila harus menangani tugas yang kompleks, instruksi harus dibagi menjadi banyak kode mesin, terutama sebelum chip RISC dapat menanganinya. Karena keterbatasan jumlah instruksi yang ada padanya, apabila terjadi kesalahan dalam pemrosesan akan memudahkan dalam melacak kesalahan tersebut. Pada tahun 1980-an kapasitas modul memori meningkat dan harganya turun. Penekanan pada desain CPU bergeser ke kinerja, dan RISC menjadi trend baru. Contoh arsitektur RISC meliputi SPARC dari Sun Microsystems; seri MIPS Rxxxx dari MIPS Technologies; Alpha dari Digital Equipment; PowerPC yang dikembangkan bersama oleh IBM dan Motorola; dan RISC dari Hewlett-Packard. Chip RISC menggunakan sejumlah kecil instruksi dengan panjang-sama yang relatif sederhana, yaitu panjangnya selalu 32 bit. Walaupun hal ini memboroskan memori karena harus dibuat program lebih besar, instruksi lebih mudah dan cepat dieksekusi. Karena chip ini berurusan dengan jenis instruksi lebih sedikit, chip RISC membutuhkan lebih sedikit transistor ketimbang chip CISC dan umumnya berkinerja lebih tinggi pada kecepatan clock yang sama, walaupun chip ini harus mengeksekusi lebih banyak instruksi lebih pendek untuk menyelesaikan sebuah fungsi. Kesederhanaan RISC juga mempermudah merancang prosesor superscalar - chip yang dapat mengeksekusi lebih dari satu instruksi pada satu saat. Hampir semua prosesor RISC dan CISC modern adalah superscalar; tetapi untuk mencapai kemampuan ini membuat desain lebih rumit. Kebalikan dari arsitektur chip mikrprosesor dari RISC adalah CISC (baca ”sisk”, yang merupakan singkatan dari complex instruction set computing, dimana mikroprosesor memiliki lebih banyak instruksi yang terdapat di dalamnya

I/O Device

1. Latar Belakang

• Pengertian i/o

(I/O) adalah bagian dari sistem mikroprosesor yang digunakan oleh mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar.Komputer merupakan rangkaian dari berbagai komponen dan perferal. Periferal adalah perangkat input/output yang merupakan bagian dari pendukung sistem. Komputer terdiri dari 4 komponen penunjang utama, yaitu perangkat masukan (input devices), perangkat pemrosesan (CPU), perangkat penyimpanan (storage devices), dan perangkat keluaran (output devices).

Namun dalam makalah ini kami hanya akan membahas tentang unit masukan dan keluaran khususnya tentang jenis-jenis, prinsip dan teknik I/O device.

i/o merupakan salah satu komponen computer yang penting, I/O devices menjadikan komputer berguna bagi manusia, Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor , contohnya data yang berasal dari keyboard atau mouse. Sementara unit output biasanya digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.

Bagian input (masukan) dan juga keluaran (output) ini juga memerlukan sinyal kontrol, antara lain untuk baca I/O (Input/Ouput Read [IOR]) dan untuk tulis I/O (Input/Output Write [IOW]).

I/O adalah :

Suatu perangkat yg berhubungan dengan sistem komputer dengan cara mengirim sinyal melalui suatu kabel atau bahkan melaluiudara

• jenis jenis i/o

I/O terdiri :

- Piranti l/O (peripheral)

- Pengendali I/O (device controller)

- Perangkat lunak

Klasifikasi piranti I/O terdiri 3 kelompok:

- Kelompok yang memasukkan informasi (input), contoh :

keyboard, ADC, scanner

- Kelompok yang rnenampilkan informasi (output),

contoh : VDU (monitor), printer

- Kelompok yang melayani input dan output, contoh :

Floppy disk

Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu : CPU, memori (primer dan sekunder), dan peralatan masukan/keluaran (I/O devices) seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem.

Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.

Ada beberapa alasan kenapa piranti – piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer, yaitu :

1. Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila system komputer harus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut.

2. Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori.

3. Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya

Interfacing

Adalah peralatan yang digunakan untuk menghubungkan suatu piranti dengan CPU melalui bus.

Pengaksesan I/O terdiri dari 2 cara :

1. Memory mapped I/O

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi memori virtual dimana port I/O tergantung memori utama.

Karakteristik:

- Port I/O dihubungkan ke bus alamat.

- Piranti input sebagai bagian memori yang memberikan data ke bus data. Piranti output sebagai bagian memori yang memiliki data yang tersimpan di dalamnya.

- Port I/O menempati lokasi tertentu pada ruang alamat dan diakses seolah-olah adalah lokasi memori

.

2. I/O mapped I/O (I/O isolated)

Piranti I/O dihubungkan sebagai lokasi terpisah dengan lokasi memori, dimana port I/O tidak tergantung pada memori utama.

Karakteristik:

- Port I/O tidak tergantung memori utama.

- Transfer informasi dilakukan di bawah kendali sinyal kontrol yang menggunakan instruksi INPUT dan OUTPUT.

- Operasi I/O tergantung sinyal kendali dari CPU.

- lnstruksi I/O mengaktifkan baris kendali read/write pada port I/O, sedangkan instruksi memori akan mengaktifkan baris kendali read/write pada memori.

- Ruang memori dan ruang alamat I/O menyatu, sehingga dapat memiliki alamat yang sama.

Operasi I/O terbagi menjadi 3 metode :

1. I/O terprogram

Metode di mana CPU mengendalikan operasi I/O secara keseluruhan dengan menjalankan serangkaian instruksi I/O dengan sebuah program.

Karakteristik:

- Program tersebut digunakan untuk memulai, mengarahkan dan menghentikan operasi-operasi I/O.

- Membutuhkan sejumlah perangkat keras (register) yaitu:

• Register status, berisi status piranti I/O dan data yang akan dikirimkan.

• Register buffer, menyimpan data sementara sampai CPU siap menerimanya

• Pointer buffer, menunjuk ke lokasi memori di mana sebuah karakter harus ditulis atau dan mana karakter tersebut harus dibaca.

• Counter data, tempat penyimpanan jumlah karakter dan akan berkurang nilainya jika karakter ditransfer.

- Membutuhan waktu proses yang lama dan tidak efesien dalarn pemanfaatan CPU.

2. I/O interupsi

Metode di mana CPU akan bereaksi ketika suatu piranti mengeluarkan permintaan untuk pelayanan.

Karakteristik:

- Lebih efisien dalam pemanfaatan CPU, karena tidak harus menguji status dari piranti.

- Interupsi dapat berasal dari piranti I/O, interupsi perangkat keras misalnya : timer, memori, power supply, dan Interupsi perangkat lunak misalnya :

overflow, opcode/data yang ilegal, pembagian dengan nol.

Ada 2 jenis interupsi:

1. lnterupsi maskable

Interupsi yang dapat didisable (dimatikan) untuk sementara dengan sebuah instruksi disable interupsi khusus.

2. Interupsi nonmaskable

Interupsi yang tidak dapat didisable dengan instruksi perangkat lunak.

Dalam sistem komputer terdapat lebih dari satu piranti yang memerlukan pelayanan interupsi, dapat digunakan metode:

- Polling/polled interupt

Berdasarkan urutan prioritas yang telah ditentukan sebelum piranti memerlukan interupsi.

Misal: piranti A dan B mempunyai urutan prioritas A lebih Iebih dulu dari B, maka jika A dan B secara bersamaan memerlukan pelayanan interupsi, maka

piranti A akan didahulukan.

- Vector Interupt

Peralatan yang berinterupsi diidentifikasikan secara Iangsung dan dihubungkan routine pelayanan vector interupt.

INTR = Sinyal yang dikeluarkan oleh peralatan.

INTA = Sinyal kendali yang digunakan CPU untuk menyiapkan pelayanan interrupt Cara yang biasa digunakan dengan metode daisy chair dan encoder prioritas

3. Direct Memory Access (DMA)

Metode transfer data secara langsung antara memori dengan piranti tanpa pengawasan dan pengendalian CPU.

• Skema transfer blok DMA dual port

CPU dan DMA controller mengakses memori utama melalui MAR dan MBR dengan menggunakan sebuah memori utama dual port (2 port).

Port I ----> melayani CPU

Port II ----> melayani DMA controller

• Skema transfer blok DMA cycle stealing (pencurian siklus)

Hanya memerlukan sebuah memori port tunggal di mana CPU dan piranti I/O beradu cepat pada basis asinkron, prioritas utama akan diberikan pada piranti

MODUL I/O

Modul I/O merupakan peralatan antarmuka (interface) bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer.

A. Sistem Masukan & Keluaran Komputer

Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O.

1. Fungsi Modul I/O

Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU.

Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.

Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:

• Kontrol dan pewaktuan.

• Komunikasi CPU.

• Komunikasi perangkat eksternal.

• Pem-buffer-an data.

• Deteksi kesalahan.

Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh control pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah-langkah berikut ini :

1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.

2. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.

3. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.

4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.

5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik.

Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.

Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :

• Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk. Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.

• Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam-macam kondisi kesalahan (error).

• Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.

Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status.

Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan.

Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain – lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.

2. Struktur Modul I/O

Terdapat berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer itu sendiri, contoh yang sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang sering disebut PPI (Programmable Peripheral Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O, terdapat kemiripan struktur.

Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.

B. Teknik Masukan/Keluaran

Terdapat tiga buah teknik dalam operasi I/O, yaitu: I/O terprogram, interrupt – driven I/O, dan DMA (Direct Memory Access). Ketiganya memiliki keunggulan maupun kelemahan, yang penggunaannya disesuaikan sesuai unjuk kerja masing-masing teknik.

FUNGSI I/O

• Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem.

• Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data tertentu

• Pengendali & pengaturan waktu (control & timing).

• Komunikasi dengan CPU.

• Komunikasi dengan perangkat.

• Penyimpanan data sementara (data buffering).

• Pendeteksi kesalahan.

Teknologi komputer masa depan

Seiring dengan perkembangan zaman, dan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang begitu cepat, bukanlah hal yang mustahil bagi manusia untuk menikmati berbagai layanan yang semakin canggih dan cepat begitu juga dengan komputer. Baru-baru ini NEC Design Ltd sebuah lembaga di jepang menawarkan sebuah konsep baru tentang teknologi komputer yang sangat mengejutkan. Konsep tersebut adalah Komputer Model Pena.

Model dari komputer ini adalah model pena. Jika dilihat secaara sekilas pena ini sangat tidak mungkin disebut komputer. Dari jika sudah mengetahui fungsi dan manfaatnya kita tentu pasti terkejut.

Komputer ini disebut P-ISM. Sebagaimana dijelaskan oleh desainer NEC sebagai “Pen-style Personal Networking Gadget Package”. Komputer model ini diperkirakan senilai $30.000 atau sekitar 300an juta rupiah. Harga tersebut untuk ukuran sebuah komputer mungkin sangat mahal, tetapi jika dilihat dari segi terkologi tentu tidak ada apa-apanya. Menurut Website NEC Design, komputer jenis P-ISM ini adalah paket komputer pena yang mencakup 5 fungsi yaitu :

• Ponsel bergaya pena dengan cara input data menggunakan tulisan tangan

• virtual keyboard

• proyektor kecil

• Camera Scanned

• Personal ID password yang berfungsi sebagai identitas pemilik

P-ISM terhubung satu sama lain dengan technology wireless yang berdekatan. model ini juga bisa tersambung dengan internet menggunakan fungsi telepon selular pada P-ISM ini.. Gadget personal ini bergaya pena minimalis yang mempunyai fitur yang Luar biasa Lengkap. Awalnya kita berpikir bahwa model teknologi laptop "Keyboard dan layar" akan bertahan lama. namun tidak bisa kita pungkiri bahwa pena dan kertas adalah alat tulis dan simbol yang secara alami kita terima, hanya tinggal masalah waktu saja sampai seseorang menemukan produk Canggih terbaru yang berkedok sebagai "Pena Pintar" ataupun "Kertas Pintar". Jadi mungkin tak lama lagi laptop(komputer jinjing) akan tidak laku lagi.

Selain NEC Design Ltd , perusahaan komputer ternama di dunia Microsoft Corporation juga tidak mau ketinggalan. Baru -baru ini Microsoft sedang mengembangkan prototype komputer masa depan dan sedang menyempurnakannya. Komputer ini dinamai Microsoft Surface. Dalam teknologi ini, seumpama kita mempunyai sebuah kamera digital dan sebuah telepon genggam/ponsel yang telah memiliki dukungan wareless, maka setelah kita memotret benda/seseorang dengan kamera tadi, kemudian kamera itu kita letakkan di atas sebuah monitor sentuh atau touchscreen yang menyerupai meja. Setelah ditaruh, kemudian akan muncul gambar benda atau wajah yang telah kita potret tadi di dalam layar tanpa kita memindahkannya. Kemudian dengan teknologi ini, gambar tersebut bisa diperbesar, diperkecil, dibolak-balik dengan menggunakan tangan. Dan yang lebih seru lagi. Letakkan sebuah ponsel tadi di atas meja itu. Geser gambar dimonitor tersebut ke arah ponsel. Dan seketika itu pula gambar sudah berpindah ke memory card ponsel kita tanpa kita memegang ponsel itu.

Dua perkembangan teknologi komputer di atas mungkin akan terrealisasi dalam jangka waktu yang cukup lama. Kita tentu harus sabar menggunya. Tetapi dalam waktu dekat kita juga akan disuguhi perkembangan teknologi komputer yang tidak kalah canggih. Dalam tahun 2010 ini akan segera dirilis Laptop jenis baru. Dilihat dari segi bentuk dan kecanggihanya, laptop yang akan dirilis tahun ini benar-benar sangat fantastis. TriBook dengan tiga konsep layar ultra lebar yaitu 21in lebar layar. Ia juga memiliki sebuah 8x SuperDrive, 1TB harddisk, dan MacBook Pro-calibre CPU, plus sebuah keyboard multitouch trackpad.

Generasi laptop masa depan ini dibuat oleh industri desainer Jerman Felix Schmidberger, model classy, elegan, futuristik laptop yang menggunakan OLED touchscreen.

Barangkali lebih tepat disebut Paper PC karena bentuknya yang seperti lembaran kertas berupa layar sebagai antar muka dan dilengkapi pena untuk mengoperasikannya dengan cara touch screen. Didesain oleh Avery Holleman

Laptop yang mempunyai dua layar dengan desain mirip buku, saya lebih suka kalau barang itu disebut Digital Book. Prototipe dari XO-2 dan One Laptop Per Child (OLPC) .

Itulah beberapa perkembangan teknologi komputer masa depan yang dapat semakin mempermudah kehidupan manusia. Karena menurut saya fungsi utama teknologi adalah diciptakan supaya dapat mempermudah kehidupan manusia.

CPU (Central Prosesing Unit)

PENDAHULUAN

1. 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.

2. 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?

PEMBAHASAN

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

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.

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.

3. Komponen-komponen CPU

• Harddisk

Gambar disamping disebut dengan Harddisk drive (HDD). Alat ini merupakan tempat menyimpan data pada CPU. Jika hardisk dibuka, maka di dalamnya terlihat piringan logam sebagai tempat menulis data. Kecepatan putarannya bervariasi. Ada yang 5400 putaran per menit bahkan ada yang sampai 7200 putaran per menit. Kemampuan sebuah hardisk biasanya ditentukan oleh banyaknya data yang bisa disimpan. Besarnya bervariasi, ada yang 1,2 Gigabyte (GB) hingga 80 GB. Satu GB sama dengan 1000 Megabyte, sedangkan 1 Megabyte sama dengan 1000 Kilobyte. Sangat besar kan ? Kita bisa menyimpan semua data kita pada hardisk ini.

• Floppy Disk Drive

Floppy disk drive adalah alat untuk membaca atau menulis pada sebuah disket. Beberapa tahun lalu, masih banyak orang yang menggunakan floppy disk berukuran 5 1/4 inchi (disket besar), yang menyimpan data sebanyak 700 Kilobyte. Saat ini disket besar sudah digantikan dengan disket kecil yang berukuran (3 1/2 inchi) dengan kapasitas menyimpan data sebesar 1,4 Megabyte.

Cara kerja floppy disk hampir sama dengan harddisk. Plat bundar berisi data dalam disket akan diputar oleh motor dalam floopy disk drive. Sebuah magnet akan membaca atau menulis data pada disket itu.

• CD-ROM drive

Fungsinya adalah untuk membaca data dari sebuah Compact Disc (CD). ROM adalah singkatan dari Read Only Memory yang artinya penyimpan data yang hanya bisa dibaca. Jadi CD-ROM hanya bisa digunakan untuk membaca data, tidak dapat digunakan untuk menyimpan data. Namun saat ini, ada alat serupa yang dapat digunakan untuk menulis / menyimpan data ke sebuah CD. Namanya CD-RW (CD Read and Write atau CD baca dan tulis).

Cara kerja CD-ROM maupun CD-RW sama dengan cara kerja harddisk atau floppy disk drive. Bedanya, bagian yang diputar adalah kepingan CD. Alat pembacanya juga bukan head magnet tetapi sinar laser yang berkekuatan kecil.

• Prosesor

Nah, inilah Brain (otaknya) komputer. Prosesor berfungsi untuk memproses semua perhitungan yang harus dilakukan oleh komputer. Kekuatan prosesor diukur dari frekuensinya, seperti 550 MHz (Mega Hertz) sampai saat ini sudah ada yang mencapai 1,4 GHz (Giga Hertz).

Jika komputer dihidupkan, maka prosesor akan langsung bekerja dan cepat naik suhunya. Oleh karena itu setiap prosesor saat ini sudah dilengkapi dengan besi penyalur panas (heat sink) dan kipas pendingin. Saat ini prosesor yang banyak digunakan adalah Intel, AMD dan IBM.

• Memori

Memori dikenal juga dengan sebutan RAM (Random Acces Memory). Gunanya adalah untuk penyimpanan data sementara sewaktu digunakan oleh prosesor. Jika komputer di matikan, maka data di RAM akan hilang. Kecepatan membaca data RAM ini lebih cepat jika dibandingkan dengan Harddisk.

• Kartu Grafis (VGA Card)

Kartu VGA (Video Graphic Adapter) berguna untuk menerjemahkan output (keluaran) komputer ke monitor. Untuk menggambar / design graphic ataupun untuk bermain game, kita perlu VGA yang tinggi kekuatannya. Saat ini ada VGA dengan memori 16, 32 hingga 128 Megabyte. Jenisnya yang terkenal adalah GeForce buatan perusahaan Nvidia.

• Kartu Suara (Soundcard)

Perangkat ini berguna untuk mengeluarkan suara. Kalau kita sedang mendengar musik ataupun bermain game, perangkat ini sangat bermanfaat. Suaranya bisa stereo, surround (berputar) bahkan suara 3 dimensi, sehingga kita seolah-olah berada ditempat kejadian. Tetapi perangkat ini kurang lengkap jika tidak ada speaker. Karena itu kita perlu menghubungkan speaker dengan soundcard yang telah terpasang dengan sebuah kabel yang disambung langsung ke soundcard. Game

• Motherboard

Motherboard atau disebut juga dengan Papan Induk berfungsi untuk tempat semua alat utama CPU yang telah disebutkan di atas. Bentuk motherboard seperti sebuah papan sirkuit elektronik.

Motherboard merupakan tempat berlalu lalangnya data. Motherboard menghubungkan semua peralatan komputer dan membuatnya bekerja sama sehingga komputer berjalan dengan lancar.

4. Struktur dan Komponen dalam CPU

STRUKTUR CPU

CPU atau Central Processing Unit merupakan bagian terpenting dalam sebuah sistem komputer, dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari komputer itu sendiri. Sebuah komputer paling canggih sekalipun tidak akan berarti tanpa adanya CPU yang terpasang di dalamnya. Dalam kesehariannya CPU memiliki tugas utama untuk mengolah data berdasarkan instruksi yang ia peroleh. CPU sendiri sebenarnya masih terbagi atas beberapa komponen yang saling bekerja sama untuk membentuk suatu unit pengolahan. Terdapat empat komponen utama penyusun CPU, yaitu

1. Arithmetic and Logic Unit (ALU)

2. Control Unit

3. Registers

4. CPU Interconnections

1. Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Arithmetic and Logic Unit atau sering disingkat ALU saja dalam bahasa Indonesia kira-kira berarti Unit Logika dan Aritmatika. Bagian ini mempunyai tugas utama untuk membentuk berbagai fungsi pengolahan data komputer. Sering juga disebut sebagai bahasa mesin, karena terdiri dari berbagai instruksi yang menggunakan bahasa mesin. ALU sendiri juga masih terbagi menjadi dua komponen utama, yaitu

1. arithmetic unit (unit aritmatika), bertugas untuk menangani pengolahan data yang berhubungan dengan perhitungan, dan

2. boolean logic unit (unit logika boolean), bertugas menangani berbagai operasi logika.

2. Control Unit

Control Unit atau Unit Kendali, mempunyai tugas utama untuk mengendalikan operasi dalam CPU dan juga mengontrol komputer secara keseluruhan untuk menciptakan sebuah sinkronisasi kerja antar komponen dalam melakukan fungsinya masing-masing. Di samping itu, control unit juga bertugas untuk mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.

3. Registers

Registers (jamak, dalam bahasa Indonesia menjadi register-register atau banyak register) merupakan media penyimpanan internal CPU yang digunakan saat pengolahan data. Registers merupakan media penyimpanan yang bersifat sementara, artinya data hanya akan berada dalam registers saat data tersebut dibutuhkan selama komputer masih hidup, ketika suatu data tidak diperlukan lagi maka ia tidak berhak lagi berada di dalam
registers, dan ketika komputer dimatikan maka semua data yang berada di dalamnya akan hilang.

4. CPU Interconections

CPU Interconnections merupakan sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU dengan bus-bus eksternal CPU. Komponen internal CPU diantaranya

1. Arithmetic and Logic Unit (ALU),

2. Control Unit,

3. Registers, dan

4. CPU Interconnection.

Sedangkan komponen eksternal CPU diantaranya

1. sistem memori utama,

2. sistem masukan/keluaran (input/output),

3. dan sistem-sistem lainnya.

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.

A. Pengertian Gerbang Logika

Gerbang logika atau sering juga disebut gerbang logika Boolean merupakan sebuah sistem pemrosesan dasar yang dapat memproses input-input yang berupa bilangan biner menjadi sebuah output yang berkondisi yang akhirnya digunakan untuk proses selanjutnya. Gerbang logika dapat mengkondisikan input – input yang masuk kemudian menjadikannya sebuah output yang sesuai dengan apa yang ditentukan olehnya. Terdapat tiga gerbang logika dasar, yaitu : gerbang AND, gerbang OR, gerbang NOT. Ketiga gerbang ini menghasilkan empat gerbang berikutnya, yaitu : gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang XOR, gerbang XAND.

B. Macam-Macan Gerbang Logika(logig Gate)
1. AND
2. OR
3. NOT
4. NAND
5. NOR
6. XOR
7. XAND

sistem komputer

1. Latar belakang

Komputer merupakan teknologi yang menjadi primadona dari manusia saat ini untuk membantu memudahkan pekerjaan dan kegiatan kegiatanya,mulai dari pekerjaan kantor, menggambar dll, sehingga manusia saling berlomba lomba untuk menciptakan kreasi-kreasi di bidang hardware maupun software

Tetapi kadangkala kita selaku pengguna dari komputer tersebut tidaklah mengetahui seperti apa sisitem dari komputer tersebut bagaimana cara kerjanya dan bagaimana prosesnya Maka kami disini akan membahas bagaimana system dan cara kerja dari suatu komputer sehingga kita mengetahui dan memahami bagaimana system dari komputer tersebut

2. Pembahasan

• Komputer

istilah computer dari bahasa latin yaitu computer yang artinya menghitung (to compute atau to reckon)

• Blissmer (1985)

suatu alat elektronik yang mampu melakukan beberapa tugas, yaitu menerima input, memproses input sesuai dengan instruksi yang diberikan, menyimpan perintah-perintah dan hasil pengolahannya, serta menyediakan output dalam bentuk informasi.

• Sanders (1985)

komputer adalah sistem elektronik untuk memanipulasi data yang cepat dan tepat serta dirancang dan diorganisasikan supaya secara otomatis menerima dan menyimpan data input, memprosesnya, dan menghasilkan output berdasarkan instruksi-instruksi yang telah tersimpan di dalam memori.

3. Komponen Sistem Komputer

Sebelum memahami apa itu sistem operasi marilah kita lihat komponen-komponen sistem komputer. Menurut EDPS (Electronic Data Processing System) komponen sistem operasi dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu hardware/peripheral, software dan brainware/user.

Hardware atau peripheral adalah penyedia sumber daya untuk komputasi. Hardware merupakan benda yang konkret, dapat dilihat dan disentuh.

Software adalah sarana yang memberitahukan hardware apa yang harus dikerjakannya. Berbeda dengan hardware, software adalah sesuatu yang abstrak. Ia hanya dapat dilihat dari apa yang dilakukannya terhadap hardware. Software dibagi lagi menjadi dua bagian yaitu sistem operasi dan program aplikasi. Sistem Operasi adalah software yang bertugas mengontrol dan mengkoordinasikan pengunaan hardware untuk berbagai Aplikasi untuk bermacam-macam pengguna. Sementara program aplikasi, adalah Software yang menentukan bagaimana sumber daya digunakan untuk menyelesaikan masalah user.

Dan yang terakhir, brainware/user adalah pengguna komputer. Ia bisa berupa manusia, mesin lain, atau komputer lain.

4. UNIT FUNGSIONAL

Suatu komputer terdiri dari 5 bagian utama yang mandiri secara fungsional:unit input,memori,aritmatika dan logika,output dan control sebagaimana gambar berikut

Gambar d-2 Struktur sistem kOmputer

• Komputer menerima informasi dalam bentuk program dan data melalui unit input dan menyimpan di memori

• Informasi yang disimpan dalam memori di ambil,dibawah kontrol program,ke unit aritmatiakadan logika dimana operasi tersebut di proses.

• Informasi terperosesmeninggalakan komputer dengan unit output

• Semua kegiatan tersebut dilakukan oleh kontrol unit

Unit input menrima informasio terkodedari operator manusia,dari peralatan mekanik seperti keyboard,atau dari komputer lain melalui jalur komunikasi digital. Informasi yang diterima disimpan dalam memori komputer untuk referensi selanjutnya ,atau segera digunakan oleh sirkuit aritmatika dan logika untuk operasi yang diinginkan. Langkah pengolahan ditentukan oleh preprogram yang tersimpan dalam memori . Akhirnya hasil dikirim kembali ke dunia luar melalui unit output.semua langkah ini di koordinasikan oleh control unit, pada gambar di atas kita mengacu pada sirkuit logika dan aritmatika ,dalam hubungannya dengan sirkuit control utama , yaitu prosesor ndan perlatan input/output atau I/O

5. OPERASI SISTEM KOMPUTER

Secara umum, sistem komputer terdiri atas CPU dan sejumlah device controller yang terhubung melalui sebuah bus yang menyediakan akses ke memori. Umumnya, setiap device controller bertanggung jawab atas sebuah hardware spesisfik. Setiap device dan CPU dapat beroperasi secara konkuren untuk mendapatkan akses ke memori. Adanya beberapa hardware ini dapat menyebabkan masalah sinkronisasi. Karena itu untuk mencegahnya sebuah memory controller ditambahkan untuk sinkronisasi akses memori.

GAMBAR 1.1

Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitekturnya lebih kompleks. Untuk meningkatkan performa, digunakan beberapa buah bus . Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus) . Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge .

Tanggung jawab sinkronisasi bus yang secara tak langsung juga mempengaruhi sinkronisasi memori dilakukan oleh sebuah bus controller atau dikenal sebagai bus master . Bus master akan mengendalikan aliran data hingga pada satu waktu, bus hanya berisi data dari satu buah device .

Pada prakteknya bridge dan bus master ini disatukan dalam sebuah chipset .

Gambar 1-13. Arsitektur PC Modern

Keterangan:

GPU = Graphics Processing Unit; AGP = Accelerated Graphics Port; HDD = Hard Disk Drive; FDD = Floppy Disk Drive; FSB = Front Side Bus; USB = Universal Serial Bus; PCI = Peripheral Component Interconnect; RTC = Real Time Clock; PATA = Pararel Advanced Technology Attachment; SATA = Serial Advanced Technology Attachment; ISA = Industry Standard Architecture; IDE = Intelligent Drive Electronics/Integrated Drive Electronics; MCA = Micro Channel Architecture; PS/2 =Sebuah port yang dibangun IBM untuk menghubungkan mouse ke PC;

6. I/O

mengakses i/o

Pengaturan sederhana untuk mengakses i/o ke suatu komputer dengan menggunakan pengaturan bus tunggal sebagaiman di tampilkan pada gambar berikut

Bus tersebut memungkinkan semua perangkat yang dihubungkan padanya mempertukarkan informasinya biasanya terdiri dari 3 set jalur yang digunakan untuk membawa alamat data dan sinyal control, tiap i/o mempunyai set lamta yang unik. Pada prosesor suatu alamat diletakkan pada jalur alamat,perangkat yang menngenal alat tersebut merespon perintah yang dinyatakan pada jalur kendali. Dan prosesor meminta operasi baca tulis serta data yang dipinta ditransfer melalui jalur data

Pada saat I/O dan memori berbagi ruang alamat yang sama pengaturan tersebut disebut memory mapped, Dengan memory mapped ,tiap instruksi mesin yanga dapat mengaklses memory dapat dapat digunakan untuk mentransfer data darai perangkat io

Penetapan big-edian

Penetapan litle-edian

Nama big edian dipakai jika byte rendah digunakan untuk more significan byte(byte paling kiri)dari word tersebut .nama little edian digunakanuntuk pengaturan sebalikanya yaitu alamat byte rendah dipakai untuk less significant byte (byte paling kanan)dari word tersebutkata more signivicant dan less significantdigunakan dalam kaitanya denganwight(pangkat 2)yang di tetapkan di bit pada saat word tersebut menyatakan suatu bilangan,penerpan big edian dan little edian digunakan dalam mesin komersial

7. Memory

G.1 konsep dasar

Ukuran memory ditentukan oleh skema pengalamatan.contoh komputer 16 bit yang menghasilkan alamata 16 bit mampu melakukan pengalmatan hingga 64 k=2^16 loaksi memory

G.2 operasi memory

Instruksi program dan operand data disimpan dalam memory ,untik mengeksekusi suatu instruksi ,sirkuit konttrol prosesor harus mengisikan instruksi tersbut kedalam word untk di transfer ke prosesoroperand hasil dipindahkan antara memrori dan prosesrosehingga diperlukan 2 operasi dasar yang melibatkan operasi tersebut yaitu load(read atau fetch) dan store(write)

• Operasi load mentransfer isi salinaan lokasi tertentu ke prosesor ,untuk memulai operasiload prosesor mengirimkan alamat lokasi yang diinginkan ke memori dan meminta agar isi trsebbt dibaca. Memori membaca data yang disimpan pada alamat tersebut dan mengirimkannya pada perosesor

• Operasi store item informasi diteransfer ke lokasi memori tertentu mengahapus isi sebelumnya yang ada dalam lokasi tersebut,proseor mengirim alamat lokasi yang diinginkanya ke memori, Berasam dengan data yang dituliskan pada lokasi tersebut

7. ALU (ARITHMETIK LOGIC UNIT)

sekumpulan dari beberapa rangkaian yang membentuk operasi aritmatika dan logika.

Kebanyaka operasi komputer dieksekusi dalam unit aritmatika dan logika (ALU: Arithmetik Logic Unit) contoh:misal 2 buah bilangan yang berada dalam memori ditambahkan , bilangan tersebut di bawa ke dalam prosesor , Dan penambahan sesungguhnya terdapat dalam ALU.jumlah tersebut disimpan dalam memori ataua tetap dalam prosesor untuk segera di gunakan