Fungsi CPU Pada Komputer - Central Processing Unit menjadi sebuah otak yang berperan sangat penting dalam sebuah sistem komputer. Namun, banyak orang yang salah menafsirkannya, dan mengasosiasikannya dengan sebuah kotak hitam berbahan plat logam yang disebut dengan chasing :D. Pada postingan ini, Materi Informatika akan membahas fungsi CPU yang sebenarnya. Postingan ini merupakan seri dari postingan fungsi hardware komputer, seperti
fungsi cpu komputer,
fungsi processor, fungsi monitor, fungsi ram, fungsi keyboard, fungsi mouse dan
fungsi printer.
Proses Kerja Sebuah dan Fungsi CPU Komputer
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama
sekali diletakkan di MAA (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 Akumulator. 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 Komputer
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 tombol,
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 (MAA), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik
yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data
pada MAA 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 MAA. 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 Fungsi CPU Pada Komputer
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 MAA, 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 oleh CPU Komputer
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 1057).
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.
