cpu dan memori ti
Post on 29-Jun-2015
182 Views
Preview:
TRANSCRIPT
3
ABSTRAK
Unit Pengolah Pusat (UPP) dalam bahasa Inggris disebut 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 sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an,
mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi
aspek penting dalam penerapan CPU.
CPU sendiri terdiri atas beberapa komponen dengan fungsinya masing-
masing. Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut :
1. Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini
sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas 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 :
a. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
b. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
c. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk
diproses.
d. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau
perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
e. Menyimpan hasil proses ke memori utama.
3
2. 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 diibaratkan
sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang
mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk
melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
3. 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, yaitu 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 digunakan 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 ( ), kurang dari ( < ), kurang atau sama dengan ( <= ), lebih
besar dari ( > ), dan lebih besar atau sama dengan ( >= ).
Sementara dalam ALU ada yang disebut CPU Interconnections. 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.
3
Memori sendiri biasa dibedakan menjadi dua macam: ROM dan RAM.
Selain itu, terdapat pula memori yang disebut Cache Memory.
ROM adalah kependekan dari Read Only Memory, yaitu perangkat keras
pada komputer berupa chip memori semi konduktor yang isinya hanya dapat
dibaca Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara
berulang-ulang. Memori ini berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan
tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan.
Ram (Random-Access Memory) adalah jenis memori yang isinya dapat
diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan sebagai suatu penyimpanan data
yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan
data yang berbeda-beda. Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah
menguap), yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan.
Secara teknis, memori adalah perangkat atau hardware yang berfungsi
sebagai tempat penyimpanan sementara. Sebetulnya, fungsi RAM ini adalah
sebagai “pembantu” bagi harddisk. Sebab, ketika CPU komputer anda akan
mengambil data, dia harus terus-menerus memanggil mengakses harddisk untuk
mengambil setiap bagian data yang dibutuhkan, dan tentunya akan memakan
waktu lama / lambat. Makanya, informasi yang dibutuhkan itu disimpan
sementara di dalam memory.
Memori bekerja dengan cara menyimpan, lalu menyuplai data-data penting
yang dibutuhkan oleh processor dengan cepat untuk dapat diolah menjadi
informasi. Makanya, fungsi kapasitas adalah hal yang sangat penting bagi
memory, karena semakin besar kapasitasnya, maka semakin banyak data yang
dapat disimpan dan diteruskan, sehingga akan membuat processor dapat bekerja
lebih cepat.
3
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
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.
Sementara untuk 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
3
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.
B. TUJUAN
Adapun tujuan mempelajari CPU dan Memori adalah sebagai berikut :
1. Pembaca mampu mengenali CPU dan Memori.
2. Pembaca mampu membedakan CPU dan Memori.
3. Pembaca mengetahui cara kerja CPU dan Memori.
4. Pembaca mengetahui jenis-jenis CPU dan Memori.
5. Pembaca mampu memilih CPU dan Memori sesuai kebutuhan.
3
JENIS CPU dan MEMORI
A. CPU
Gambar 1. Contoh Pin mikroprosesor Intel 80486DX2.
Seperti yang telah dijelaskan di atas, bahwa CPU atau biasa didefinisikan
sebagai processor merupakan pusat kerja dari sebuah system computer. Tanpa
CPU, computer tentu akan menjadi benda mati biasa yang tak bisa digunakan.
Sesuai perkembangan zaman, CPU pun mengalami berbagai macam perubahan
dan perkembangan, secara detail akan Penulis jelaskan seperti di bawah ini :
Tahun 1971: 4004 Microprocessor
Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor
4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka
terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati.
Tahun 1972: 8008 Microprocessor
Pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali
lipat dari pendahulunya yaitu 4004.
Tahun 1974: 8080 Microprocessor
Menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu
terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan.
3
Tahun 1978: 8086-8088 Microprocessor
Sebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk
untuk komputer pribadi buatan IBM yang memakai prosesor 8088 yang berhasil
mendongkrak nama intel.
Tahun 1982: 286 Microprocessor
Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah
processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang
digunakan untuk processor sebelumnya.
Tahun 1985: Intel386™ Microprocessor
Intel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang
tertanam diprosessor tersebut yang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100
kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 4004.
Tahun 1989: Intel486™ DX CPU Microprocessor
Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya
harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan
mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memperkecil beban kerja pada
processor.
Tahun 1993: Intel® Pentium® Processor
Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data
seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.
Tahun 1995: Intel® Pentium® Pro Processor
Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan
workstation yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini
mempunyai 5,5 juta transistor yang tertanam.
3
Tahun 1997: Intel® Pentium® II Processor
Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel
MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan
grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga
dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan
menggunakan internet dengan lebih baik.
Tahun 1998: Intel® Pentium II Xeon® Processor
Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu
ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk
sebuah pasar tertentu.
Tahun 1999: Intel® Celeron® Processor
Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai
processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja
processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system
computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeron
ini memiliki bentuk dan form factor yang sama dengan processor Intel jenis
Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya
lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih
murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor
Celeron inimaka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah
pasaran tertentu.
Tahun 1999: Intel® Pentium® III Processor
Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70
instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat
tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan
suara.
3
Tahun 1999: Intel® Pentium® III Xeon® Processor
Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan
mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah
SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan
informasi dari system buske processor , yang juga mendongkrak performa secara
signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain
yang sejenis.
Tahun 2000: Intel® Pentium® 4 Processor
Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya
mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini
berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah
formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor
Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu
menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.
Tahun 2001: Intel® Xeon® Processor
Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4
yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini
memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan
memory L2cache yang lebih besar pula.
Tahun 2001: Intel® Itanium® Processor
Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi
pemakaian pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini
sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang
didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction
Computing ( EPIC).
Tahun 2002: Intel® Itanium® 2 Processor
Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium.
3
Tahun 2003: Intel® Pentium® M Processor
Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari
Intel®Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan
keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana.
Tahun 2004: Intel Pentium M 735/745/755 processors
Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz
system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M
sebelumnya.
Tahun 2004: Intel E7520/E7320 Chipsets
7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi
800MHz FSB,DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces.
Tahun 2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz
Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang
menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan
konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan
Hyper Threading.
Tahun 2005: Intel Pentium D 820/830/840
Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2
buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan
bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor
jenis ini juga disertakan dukungan Hyper Threading.
Tahun 2006: Intel Core 2 Quad Q6600
Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin
kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan
konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat
diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP )
3
Tahun 2006: Intel Quad-core Xeon X3210/X3220
Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core
dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut ,
dengan 8MBL2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ),
1.06GHzFront-side bus, dan thermal design power (TDP).
Sementara ada versi lain yang menyatakan jenis processor, yaitu
berdasarkan pada banyaknya bit yang dikerjakan oleh ALU (Arithmatic Logic
Unit), CPU dibedakan menjadi 4 jenis, yaitu :
Bit Slices Processor
Perancangan CPU dengan menambahkan jumlah irisan bit (slices) untuk
applikasi-applikasi tertentu. CPU jenis ini dapat pula dikatakan dengan CPU
Custom.
General Purpose CPU
CPU serbaguna atau mikrokomputer dengan semua kemampuan dari mini
komputer terdahulu.
I/O Processor
Prosesor khusus yang berfungsi menangani input/output request
membantu prosesor utama.
Dedicated/Embedded Controller
Membuat mesin menjadi smart, seperti : mesin cuci, microwave, oven,
mesin jahit, sistem pengapian otomotif. Prosesor jenis ini lebih dikenal dengan
mikrokontroller.
3
B. Memori
Gambar 2. Contoh Memori (RAM)
Memori merupakan komponen pendukung utama dari CPU, untuk itulah
kedua hal ini menjadi sangat erat kaitannya. Sama seperti CPU, Memori pun
memiliki berbagai jenis dan perkembangan. Berikut jenis-Jenis Memori (Media
Penyimpanan) Memori merupakan media penyimpanan data pada komputer, yang
mana memori ini dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
1. ROM
ROM (Read Only Memory) yaitu perangkat keras pada komputer berupa
chip memori semi konduktor yang isinya hanya dapat dibaca Jenis memori ini
datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang. Memori
ini berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan tidak mudah menguap
(hilang) walaupun catu dayanya dimatikan.
Secara khusus, ROM pun memiliki berbagai jenis yang selama ini kita
kenal, berikut jenis ROM yang dapat Penulis ungkapkan :
PROM (Progammable Read-Only-Memory)
Jika isi ROM ditentukan oleh vendor, PROM dijual dalam keadaan kosong
dan kemudian dapat diisi dengan program oleh pemakai. Setelah diisi dengan
program,isi PROM tak bisa dihapus.
3
EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory)
Berbeda dengan PROM, isi EPROM dapat dihapus setelah diprogram.
Penghapusan dilakukan dengan menggunakan sinar ultra violet.
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only-Memory)
EEPROM dapat menyimpan data secara permanen, tetapi isinya masih
bisa dihapus secara elektris melalui program. Salah satu jenis EEPROM adalah
Flash Memory.Flash Memory biasa digunakan pada kamera digital, konsol video
game, dan cip BIOS.
2. RAM
Ram (Random-Access Memory) adalah jenis memori yang isinya dapat
diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan sebagai suatu penyimpanan data
yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan
data yang berbeda-beda. Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah
menguap), yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan.
Sama seperti ROM, RAM pun memiliki berbagai jenis tipe dan berikut
diantaranya :
DRAM (Dynamic RAM)
Jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang
terkandung di dalamnya tidak hilang.
SDRAM (Sychronous Dynamic RAM)
Jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disikronisasi
oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok
untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100MHz.
3
RDRAM (Rambus Dynamic RAM)
Jenis memory yang lebih cepat dan lebih mahal dari pada SDRAM.
Memory ini bisa digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium4.
SRAM (Static RAM)
Jenis memori yang tidak memerlukan penyegaran olehCPU agar data yang
terdapat di dalamnya tetap tersimpan dengan baik. RAM jenis ini memiliki
kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. SDRAM
EDO RAM (Extended Data Out RAM)
Jenis memori yang digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium.
Cocok untuk yang memiliki bus denagan kecepatan sampai 66MHz.
3. Cache Memory
Memori berkapasitas terbatas, memori ini berkecepatan tinggi dan lebih
mahal dibandingkan memory utama. Berada diantara memori utama dan register
pemroses,berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu kepada memori utama
tetapi dicache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode
menggunakan cache memory ini akan meningkatkan kinerja sistem.
Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh
CPU, harddrive, dan beberapa komponen lainnya. Seperti halnya RAM, lebih
banyak cache memory adalah lebih baik, akan tetapi biasanya cache pada CPU
dan hard drive tidak dapat diupgrade menjadi lebih banyak. Contoh yang dapat
dilihat misalnya adalah pada CPU Pentium II terdapat 512 KiloByte cache, dan
pada hard drive IBM9LZX SCSI terdapat 4 MegaBytes cache.
3
CARA KERJA CPU dan MEMORI
A. CPU
CPU atau juga dikenal denga prosesor atau bila pada computer mikro
disebut mikroprosessor adalah otak dari computer, seperti halnya otak manusia
yang terdiri dari berjuta-juta sel berfungsi untuk sebagai tempatnya proses
berpikir, CPU berfungsi sebagai tempat memproses data-data dan instruksi-
instruksi program. sebuah prosesor terbuat dari chip silikon yang di dalamnya
mengandung jutaan transistor kecil, transistor ini menyimpan pulsa elektrik yang
memberikan nilai 1 dan 0 dan membentuk system bahasa binary yang digunakan
computer untuk berkomunikasi, CPU akan memproses data dan instruksi yang
disimpan dalam bentuk byte di dalam memori, data adalah bentuk biner dari
angka dan huruf, dan instruksi akan memberi tahu apa yang harus dilakukan oleh
CPU terhadap data tersebut.
CPU akan melakukan tiga operasi utama terhadap data tersebut:
membacanya, memanipulasi (memproses) data tersebut, dan seringkali
menuliskannya ke dalam memori. Pada tingkat yang lebih sederhana, CPU hanya
memerlukan empat elemen untuk melakukan operasi terhadap datanya: instruksi,
penunjuk instruksi, beberapa register, dan sebuah aritmethic logic unit.
Secara umum, cara kerja CPU adalah sebagai berikut :
1. 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).
2. 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.
3. 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
3
logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan
berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator.
4. 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.
Secara umum, cara kerja CPU dapat dilihat pada diagram di bawah :
Gambar 3. Diagram blok sederhana sebuah CPU
Setiap processor pasti memerlukan memori (disebut juga dengan
PRIMARY STORAGE).
Cara kerja arsitektur komputer saat ini kan seperti ini:
Data dari HDD (nama lainnya SECONDARY STORAGE) dicopy ke
RAM (RAM=memori,jadi RAM itu primary storage).
Kenapa mesti RAM? Karena jarak processor ke RAM lebih dekat daripada
jarak processor ke HDD. Bisa saja jika diambil langsung dari HDD, yang biasa
disebut VIRTUAL MEMORY tapi menjadi jauh dan menyebabkan computer
bekerja lebih lambat daripada pakai RAM.
3
Data yang ingin dipakai dicopy ke REGISTER (memori yang ada DI
DALAM processor).
Dengan alasan yang sama seperti di atas. Karena jarak register ke
processor lebih dekat dari jarak processor ke RAM.
B. MEMORI
1. ROM
ROM biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem.
ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau
data.Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau
ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh
mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan. Umumnya proses yang
terkandung dalam BIOS secara berurutan adalah sebagai berikut:
Memeriksasi CMOS.
CMOS (Compmentary Meta-Oxyde Semiconductor) adalah jenis cip yang
memerlukandaya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64-byte yang isinya
dapatdiganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer
dilakukan,misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan
termasuk pulatanggaldanjamsistem.
Memuat penanganan interupsi (interupt handlers) dan pengendali
peranti(device driver).
Penanganan interupsi adalah program kecil yang menjadi penerjemah
antara perangkat keras dan sistem operasi. Sebagai contoh , jika pemakai menekan
tombol keyboard maka isyarat ini dikirimkan melalui penaganan interupsi
keyboard.
3
Pengendali peranti adalah program yang bertindak sebagai pemberi
identitas bagi perangkat keras tertentu (misalnya scanner) sehingga bisa dikenali
oleh system operasi.
Menginisialisasi register dan manajemen daya listrik.
Melakukan pengujian hardware (POST / the power-on self-test).
Untuk memastikan bahwa semua perangkat keras dalam keadaan baik.
Menampilkanpengaturan-pengaturanpadasistem
Menentukan peranti yang akan digunakan untuk menjalankan
program.
Mengambil isi boot sector.
Boot sector juga merupakan sebuah program kecil.Oleh BIOS program ini
dimuat ke RAM dan kemudian mikroprosesor akanmengeksekusi perintah-erintah
yang sudah berada dalam RAM tersebut.
2. RAM
Karena bersifat sementara dan dipengaruhi tegangan , maka program
utama tidak pernah disimpan di RAM. Random artinya data yang disimpan pada
RAM dapat diakses secara acak. RAM dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu jenis
statik dan jenis dinamik. RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah
flip-flop. Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock. RAM
statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasiyang tidak memerlukan kapasitas
memori RAM yang besar.
RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan. RAM
dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS
sebagai sel memori elementer. Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM
dinamik tetap utuh, data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca
dan menulis ulang data tersebut ke memori. RAM dinamik ini digunakan untuk
aplikasi yang memerlukan RAM dengan kapasitas besar, misalnya dalam sebuah
komputer pribadi (PC).
3
3. Cache Memory
Fungsi memori cache untuk menyimpan instruksi yang berulang kali
diperlukan dan dapat diakses sangat cepat untuk menjalankan program,
memperbaiki sistem secara keseluruhan. Keuntungan dari memori cache adalah
bahwa CPU tidak harus menggunakan sistem bus motherboard untuk mentransfer
data. Setiap kali data harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data
memperlambat kemampuan motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat
dengan menghindari hambatan yang diciptakan oleh sistem bus.
Seperti halnya RAM, pada umumnya data akan dilewatkan dulu pada
cache memory sebelum menuju komponen yang akan menggunakannya (misalnya
CPU). Selain itu cache memory menyimpan pula sementara data untuk akses
cepat. Kecepatan cache memory juga menjadi unsur yang penting. Sebagai
contoh, CPU Pentium II memilki cache sebesar 12 k, dan CPU Celeron memiliki
cache sebesar 128 k, akan tetapi cache pada Pentium II berjalan pada1/2 kali
kecepatan CPU, sementara cache pada Celeron berjalan dengan kecepatan sama
dengan kecepatan CPU. Hal ini merupakan tradeoff yang membuat kecepatan
Celeron dalam hal-hal tertentu kadang-kadang malah bisa mengalahkan
PentiumII.
Disk caching menerapkan prinsip yang sama pada hard disk cache memori
yang juga berlaku untuk CPU. Data hard yang sering diakses disk disimpan dalam
segmen terpisah RAM untuk menghindari harus mengambilnya dari hard disk
berulang-ulang. Dalam hal ini, RAM lebih cepat daripada teknologi piringan CD
yang digunakan dalam hard disk konvensional. Situasi ini akan berubah
bagaimanapun, sebab hard disk hybrid sudah ada dimana-mana. Disk ini memiliki
built-in flash memori cache. Akhirnya, hard drive akan 100% mirip flash drive,
menghilangkan kebutuhan untuk RAM disk caching, sebagai flash memory yang
lebih cepat dari RAM.
3
KESIMPULAN
Secara umum computer tersusun atas berbagai macam komponen, yang
paling utama adalah CPU karena di situlah pusat kerja dari sebuah system
computer. Namun kinerja dari CPU pun bergantung pada perangkat lainnya,
terutama masalah memori. Semakin tinggi kemampuan sebuah CPU ternyata
harus didukung pula dengan kecepatan memori menyuportnya.
CPU dari masa ke masa mengalami perkembangan, baik dari segi bentuk
yang awalnya sangat besar hingga sekarang semakin mengecil. Selain itu
kemampuannya sendiri pun semakin meningkat, dari yang awalnya hanya single-
tasking, sekarang sudah bisa mengerjakan aplikasi secara bersamaan atau biasa di
sebut multi-tasking. Masalah kecepatan pun mengelami perubahan yang cukup
signifikan, berawal dari tahun 1971 hingga era 2006 seperti yang Penulis
ungkapkan di atas, berbagai vendor CPU berlomba-lomba menyediakan CPU
yang paling cepat dan terbaik.
Tak jauh berbeda dengan CPU, karena keduanya saling erat terkait.
Memori pun memiliki berbagai jenis dan perkembangan. Memori secara umum
dibedakan menjadi 2, yaitu ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random
Access Memory). Selain itu ada memori pendukung lain yang biasa disebut Cache
Memory.
Pada cache memory, data yang tersimpan tidak bisa bertahan lama. Cache
yang dibangun dalam CPU lebih cepat daripada cache yang terpisah. Namun,
cache terpisah masih sekitar dua kali lebih cepat dari Random Access Memory
(RAM). Cache lebih mahal daripada RAM tetapi motherboard dengan built-in
cache sangat baik untuk memaksimalkan kinerja sistem.
3
REFERENSI
1. Architecture of the IBM System
(http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amdahl.pdf).
2. First Draft of a Report on the EDVAC
(http://www.virtualtravelog.net/entries/2003-08-TheFirstDraft.pdf).
3. The MIPS32® Instruction Set
(http://www.mips.com/content/Documentation/MIPSDocumentation/Proce
ssorArchitecture/doclibrary).
4. Ir. SNMP Simamora, MT, "Course Work: Mikroprosesor dan Antar-
muka", Pangalengge Educations, 2006.
(http://www.geocities.com/raja_pangalengge/ascii8b.zip).
5. Penjelasan Tentang Cache Memory
(http://agussale.com/penjelasan-tentang-cache-memory).
6. Catatan Kecil Yuhana : Cara Membuat Paper
(http://yuhana.wordpress.com/2008/01/23/cara-membuat-paper).
top related