Central Processing Unit (CPU)

1. Pengertian Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan komponen terpenting dari sistem komputer. CPU adalah komponen

pengolah data yang berdasarkan instruksi-intruksi yang diberikan. CPU terdiri dari beberapa

komponen yang sebagai bagian dari struktur CPU. Adapun beberapa komponen-komponen

CPU, yaitu:

a. Arithmetic and Logic Unit (ALU)

ALU bertugas untuk melakukan operasi aritmatika dan operasi logika berdasar

instruksi yang ditentukan. ALU juga sering disebut machine language (mesin bahasa) karena

bagian ini mengerjakan instruksi-instruksi bahasa mesin yang diberikan. ALU terdiri dari dua

bagian, yaitu unit aritmatika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki

spesifikasi tersendiri. Tugas utama ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika

yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika

dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakam disebut adder. Tugas

lain 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 (≠), kurang dari (<), kurang dari

sama dengan (≤), lebih besar dari(>), dan lebih besar sama dengan (≥).

b. Control Unit

Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol

komputer sehingga terhadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-

fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol , yaitu mengambil instruksi-

instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk

perhitungan aritmatika atau perbandingakan 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. Adapun tugas dari

unit kontrol , sebagai berikut :

Mengatur dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (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.

Menyimpan hasil proses ke memori utama.

c. Registers

Register merupakan media penyimpan internal yang mempunyai kecepatan akses cukup

tinggi yang digunakan untuk menyimpan data atau instruksi ang sedang diproses. Memori ini

bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk

pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register 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.

d. CPU Interconnections

CPU interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan

komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register serta juga dengan bus-

bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama,

pranti masukan (input) dan keluaran (output).

2. Cara Kerja CPU

Saat data atau instruksi dimasukkan ke processing devices. Pertama kali diletakkan di

MAA melalui input storage, namun 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 contol 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

(operand register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah aritmatika dan

logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksinyang

ditetapkan. Hasilnya akan ditampung di akumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai,

maka control unit akan mengambil alih hasil pengolahan di akumulator untuk ditampug

kembali ke working storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka contol 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.

3. Fungsi CPU

CPU memiliki fungsi untuk menjalankan program-program yang disimpankan dalam

memori utama dengan cara mengambil instruksi-instruksi , menguji instruksi tersebut dan

mengeksekusinya satu persatu alur perintah.

Input/Output Devices

1. Pengertian Input/Output Devices

Perangkat Input/Output(I/O) merupaka suatu perangkat yang sangat penting.

Perangkat ini adalah sebagai jembatan penghubung antara pengguna dengan komputer. Tanpa

adanya perangkat ini, pengguna tidak akan bisa berinteraksi dengan komputer. Pengguna juga

tidak dapat memberikan perintah-perintah dan tidak dapat menampilkan hasil dari perintah-

perintah itu.

Perangkat masukan (input) merupakan suatu perangkat yang dapat digunakana untuk

menerima data yang akan diolah ke dalam komputer. Perangkat ini merupakan perangkat

yang sangat penting karena dengan perangkat ini pengguna bisa berinteraksi dengan

komputer agar komputer melaksanakan perintah-perintah yang diinputkan.

Perangkat keluaran (output) merupakan perangkat yang dipakai untuk menampilkan

hasil proses. Perangkat output merupakan perangkat yang terdiri atas alat-alat yang

menterjemahkan perintah yang telah diproses oleh komputer ke dalam bentuk yang telah

dimengerti oleh manusia.

2. Cara Kerja Input/Output

Dalam sejumlah perangkat input/output atau modul I/O memiliki fungsi atau

persyaratan utama. Adapun persyaratan utama tersebut adalah kontrol dan timing, komunikasi

prosesor, komunikasi perangkat, data buffering dan deteksi kesalahan.

Secara umum cara kerja dari modul I/O adalah selama periode dalam waktu tertentu,

prosesor dapat berkomunikasi dengan satu buah atau lebih dari perangkat eksternal dengan

pola yang tidak menentu tergantung kebutuhan program I/O. Perangkat internal seperti

memori utama dan sistem bus harus dipakai bersama-sama antar sejumlah aktifitas, termasuk

diantaranya I/O data. Dengan demikian fungsi I/O meliputi persyaratan kontrol dan timing

untuk mengkoordinasikan arus lalu lintas antara perangkat internal dengan perangkat

eksternal seperti perangkat I/O.

Pertama, prosesor akan meminta modul I/O untuk memeriksakan jawaban tentang

status perangkat I/O tersebut. Jika perangkat sedang beroperasi dan siap mengirimkan data,

prosesor akan meminta transfer data tersebut. Setelah data diterima, maka akan diproses oleh

prosesor maka sebuah instruksi akan dikirimkan prosesor ke perangkat I/O. Umumnya

perintah-perintah ini dikirim sebagai sinyal bagi bus kontrol. Apabila perangkat I/O tersebut

dalam keadaan READY, maka prosesor akan melanjutkan transfer data. Apabila perangkat

I.O dalam keadaan BUSY, maka prosesor akan menghentikan transfer data tersebut.

3. Jenis-Jenis Input/Output Devices (I/O)

3.1 Input Devices ( Perangkat Masukan)

Perangkat input meru;akan perangkat yang digunakan untuk memasukkan atau

menerima data yang akan diolah didalam CPU. Perangkat input digolongkan menjadi dua

golongan, yaitu perangkat input langsung dan perangkat input tak langsung. Perangkat input

yang dimasukkan langsung dan diproses oleh CPU tanpa melalui media lain. Sedangkan

perangkat input tidak langsung yaitu perangkat yang dimasukkan tidak langsung diproses

oleh CPU tetapi direkan terlebih dahulu ke suatu media yang berbentuk simpanan luar

(external memory). Contohnya , pita magnetik dan disk magnetik.

Contoh perangkat input langsung adalah keyboard, mouse, light pen, joystick, touch

screen, microfon, scanner, trackball, dan kamera.

a. Keyboard

Keyboard merupakan sekumpulan tombol yang tersusun pada suatu tempat seperti

mesin ketik yang umumnya mempunyai tombol antara 85 hingga 120 tombol yang terdiri atas

huruf (A,a,B,b,C,c,D,d,.....,Z,z) angka (0,1,2,.....,9), simbol atau biasa dinamakan karakter

khusus(@,%,$.&,...., dan sebagainya) serta tombol-tombol fungsi (F1,F2,F3,....,F12). Namun

untuk keperluan khusus keyboard hanya memiliki beberapa tombol saja. Jumlah tombol yang

ada pada PC berbeda bergantung pada PC yang digunakan. PC dekstop biasanya mempunyai

101, 104, 110, atau 118 tombol. Sedangkan pada notebook atau laptop, jumlah tombolnya

bisa semakin sedikit karena mempunyai ruang yang kecil.

Penekanan tombol pada keyboard bisa dilakukan secara sendiri-sendiri atau pun

beberapa sekaligus untuk menunjukkan maksud tertentu. Misalnya, CTRL+ALT+DEL,

ALT+huruf tertentu, CTRL+break, dan sebagainya.

b. Mouse

Mouse merupakan perangkat input yang digunakan untuk memasukkan data dengan

cara menekan tombol klik. Perangkat yang didesain sesuai dengan bentuk lekuk tangan ini

umumnya memiliki dua tombol utama yaitu klik kiri dan klik kanan. Pada bagian bawah

terdapat bola kecil yang digunakan untuk menggerakan penunjuk (pointer). Mouse biasanya

digunakan di atas permukaan yang rata. Apabila mouse digerakkan ke kanan secara otomatis

penunjuk akan bergerak ke arah kanan layar.

Ada tiga tipe dasar mouse yaitu :

Mekanis : memiliki bola karet di dalam sisi bawah mouse dan berotasi ke segala arah.

Sensor mekanisnya mendeteksi gerakan bola lalu sensornya mengirimkan sinyal

untuk menggerakkan kursor pada layar.

Optomekenis : Mouse optomekenis sama seperti mouse mekanis yang baru , dan ada

yang menggunakan sensor optik untuk mendeteksi gerakan bola.

Optik : Mouse optik harus digerakkan di atas permukaan atau alas tertentu dengan

jaringan yang dapat dibaca mouse.

c. Light Pen

Light pen digunakan dengan cara menunjuk ujung alat ke monitor komputer yang

peka terhadap cahaya. Apabila pena ditempelkan dan digerakkan oada layar komputer maka

satu isyarat elektronik akan dihantarkan dan akan dimengerti oleh program tersebut. Biasanya

digunakan untuk bidang reka bentuk pengeluaran (computering aided manufacturing – CAM)

atau membuat grafik dan gambar di dalam perencanaan menggunakan komputer ( computer

aided design- CAD).

d. Joystick

Joystick merupakan suatu alat yang digunakan sebagai pengganti tombol-tombol

keyboard dalam sebuah permainan video game sehingga memudhkan pengguna untuk

memainkan game tersebut. Bagi pengguna game, joystick akan amat sangat dibutuhkan untuk

memudahkan pengguna manuver-manuver yang dilakukan oleh penggunaan keyboard dan

mouse.

Jenis joystick yang digunakan pada komputer juga sangat banyak, termasuk jenis

khusus yang digunakan untuk permainan balap mobil atau motor yang dilengkapi dengan

roda kemudi dan pedal.

e. Touch Screen

Touch screen atau layar sentuh memungkinkan penggunaan untuk menyentuhkan jari

tangan pada pilihan tombol, grafik atau label. Tempat yang disentuh merupajan lokasi di

mana suatu pilihan atau perintah dieksekusi. Touch screen ini digunakan secara luas pada

kios-kios informasi yang banyak ditemukan di lapangan parkir, airport dan department store.

Touch screen memungkinkan pengguna untuk berinteraksi dengan peralatan yang sangat

kecil seperti jam casio dengan fasilitas layar sentuh dan dengan komputer seorang pengguna

bisa berinteraksi dengan hanya menyentuh layar monitor.

f. Microfon

Microfon merupakan alat input dengan cara mengeluarkan suara. Ini biasanya untuk

aplikasi multimedia atau lebih popular untuk keperluan audio. Selain berfungsi senagai salah

satu alat sumber input yang semakin popular, audio juga mampu berperan sebagai output.

Output audio bisa dalam bentuk musik, suara atau juga kesan khas audio. Speaker merupakan

komponen yang mewujudkan komputer mengeluarkan audio yang bisa diterima oleh

pengguna.

g. Scanner

Scanner merupakan suatu alat yang berfungsi seperti mesin fotocopy, yaitu dengan

cara memasukkan data melalui pencahayaan dan selanjutnya diterjemahkan dalam bentuk

digital. Sensitif kepada cahaya dan dapat menterjemahkan teks, barcode, gambar dan

sebagainya. Hasil scanner ditampilkan pada layar monitor komputer terlebih dahulu

kemudian baru dapat diubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus

yang kemudian disimpan sebagai file teks, dokumen dan gambar.

h. Track Ball

Track ball merupakan perangkat penunjuk seperti mouse, namun terdapat bola yang

digunakan untuk menggerakkan kursor di atasnya.

i. Kamera

Saat ini perangkat input yang sedang banyak digunakan adalah menggunakan kamera

baik kamera video yang datanya berjenis analog dan nantinya bisa dikonversikan menjadi

data digital, maupun kamera digital yang datanya bisa langsung berjenis digital. Jenis kamera

ini sudah banyak tersedia di pasaran dan hailnya berupa data gambar atau video yang

dilengkapi dengan suara.

3.2 Output Devices (Perangkat Keluaran)

Perangkat output merupakan perangkat yang dipakai untuk menampilkan hasil dari

proses. Perangkat ouput ini biasanya terdiri dari alat-alat yang menterjemahkan perintah yang

telah diproses oleh komputer ke dalam bentuk yang dimengerti manusia. Data-data atau

perintah-perintah yang telah diproses oleh komputer biasanya dalam bentuk kode biner yang

diwakili oleh angka 0 dan 1 yang perlu diterjemhkan dalam bentuk yang lebih dipahami dan

berguna untuk manusia.

Terdapat dua jenis perangkat output yang utama yaitu yang bersifat softcopy,

misalnya monitor, speaker dan data projector dan yang bersifat hardcopy, misalnya printer

dan plotter.

a. Monitor (VDU)

Monitor atau Visual Display Units (VDU) digunakan untuk antarmuka secara visual

dengan komputer dan tampilannya seperti sebuah televisi.

Monitor adalah peralatan yang memungkinkan komputer untuk menampilkan

informasi balik ke pengguna dalam bentuk teks maupun grafik. Monitor mempunyai ukuran

yang bervariasi 14”, 15”, 17” dan lainnya. Semakin besar ukurannya maka semakin mahal

pula dan semakin luas pula gambar yang dapat ditampilkan pada monitor.

Monitor memiliki beberapa variasi bentuk resolusi screen yang berbeda yang merujuk

pada beberapa titik yang bisa ditampung dalam koordinat X dan Y (640 x 140, atau 800 x

600), dan refresh rate yang menunjukkan berapa kali per detik suatu gambar dapat

ditampilkan pada screen (60 Hz berarti 60 kali per detik).

Monitor dengan resolusi screen yang lebih tinggi misalnya 1024 x 768 membutuhkan

monitor yang lebar yaitu 21” (misalnya jika ditampilkan dalam moniotr berukuran 14” maka

gambarnta akan kelihatan sangat kecil), dan juga membutuhkan refresh rate yang lebih tinggi

misalnya 72 Hz. Hal ini dimaksud untuk mencegah tampilan gambar pada screen terlihat

berkedip (flickering). Secara umum, monitor terbagi menjadi dua yaitu monitor CRT dan

LCD.

Monitor CRT (Cathode ray Tube)

Layar monitor CRT berbentuk seperti layar televisi yang digunakan untuk komputer

jenis dekstop. Monitor CRT jenisnya monokrom dan warna. Monokrom warna yang paling

popular adalah hijau, kuning, dan putih. Setiap pixel terdiri dari satu dot (titik) sehingga

memberikan image yang tajam. Sedangkan monitor warna, warna monitor ditentukan oleh

warna fosfor pada layar CRT. Setiap pixel terbentuk dari tiga titik. Monitor monoktom

mempunyai fosfor warna tunggal (putih). Monitor warna menggunakan tiga fosfor berwarna

merah, hijau dan biru (Red, Green, Blue – RGB). Gabungkan tiga fosfor membentuk satu

pixel maka terdapat tiga pancaran bagi tiga warna yang menembak dengan kekuatan-

kekuatan lain untuk membentuuk warna-warna yang berlainan.

Monitor LCD (Liquid Crystal Display)

Layar monitor LCD berbentuk pipih dan sering disebut monitor kristal cair. LCD ini

kebanyakan digunakan pada notebook atau laptop, namun saat ini komputer dekstor juga

mulai memakai LCD ini alasannya untuk menghemat penggunaan energi listrik.

Sistem kerja monitor LCD jauh berbeda dengan monitor CRT. LCD menggunakan

cairan kristal khusus yang berpencar apabila dilalui oleh sinyal listrik sehingga menghasilkan

bentuk dan warna. Kelemahan dari LCD adalah harganya sangat mahal dan komponen fisik

yang amat rentan terhadap gangguan. Namun, LCD juga memiliki beberapa kelebihan

diantaranya adalah memerlukan daya yang rendah (tegangan yang digunakan hanya 12 volt),

bentuk fisiknya kecil dan ramping sehigga mudah ditempatkan serta tidak menghasilkan

radiasi.

b. Speaker

Speaker pada komputer berfungsi sama dengan fungsi speaker pada perangkat audio

sistem. Yang membedakannnya secara garis besar hanyalah ukurannya. Speaker pada

komputer dibuat seefisien mungkin agar tidak terlalu memerlukan banyak tempat. Pengguna

terkadang menghubungkan output sound dengan perangkat speaker lainnya untuk

memberikan kepuasan.

c. Data Projector

Data projector merupakan suatu perangkat yang mengambil image dari layar

komputer dan diproyeksikan ke layar yang lebih besar.

d. Printer

Printer merupakan perangkat pencetak dan merupakan perangkat hardcopy yang

dihasilkan dari hasil pemrosesan komputer dan input dari penggunanya. Jenis cetakan juga

dalam bentuk kertas bercetak dan transparan.

Terdapat tiga macam hasil cetakan dari printer yaitu printer dot-matrik, printer tinta,

dan printer laser.

Printer Dot-Matrik

Printer ini mempunyai pengetuk-pengetuk kecil berbentuk melintang yang dinamai

pin. Pencetak dot-matrik mempunyai 9 pin berarti pengetukannya 5 titik secara berulang-

ulang sehingga hasilnya tampak lebih padat. Printer ini juga bisa menghasilkan cetakan

warna dengan sekurang-kurangnya 3 warna. Meskipun kualitas hasilnya kurang bagus,

namun kelebihan printer ini adalah dapat mencetak pada kertas lebih dari satu kertas karbon.

Printer Tinta

Printer ini bekerja dengan cara menyemprotkan atau menyemburkan tinta yang ada di

dalam cartridge ke kertas. Hasil cetakan akan lebih baik dari pada printer dot-matrik karena

lebih halus. Hasil semprotan ke kertas tergantung pada kualitas tinta dan printer yang

digunakan. Hasil yang kurang bagus akan menjadikan semprotan pada kertas tidak cepat

kering dan bisa menimbulkan noda pada kertas.

Printer Laser

Printer laser bekerja seperti mesin fotocopy yang menyemprotkan serbuk tinta dengan

model pencahayaan dan kualitas hasil printer laser paling bagus namun harga printer ini dan

serbuk tintanya juga paling mahal.

e. Plotter

Plotter hampir sama dengan printer, namun biasanya digunakan untuk mencetak

gambar, grafik desain teknik yang ukurannya lebih besar. Plotter juga mengalami

perkembangan yang cukup pesat, yang dimulai hanya dengan menggunakan pena sebagai alat

cetak, hingga saat ini telah menggunakan inkjet dan bubuk tinta (laser jet).