Modul 3.10. Menganalisa Struktur CPU dan fungsi CPU

MODUL 10

A.      Kompetensi Dasar

3.10     Menganalisa Struktur CPU dan fungsi CPU

4.10     Menyajikan Rangkaian internal CPU

B.      Indikator Pencapaian Kompetensi

3.10.1 Menjelaskan diagram blok CPU untuk komputer.

3.10.2 Menjelaskan fungsi CPU dalam komputer

3.10.3 Menentukan jenis CPU yang dibutuhkan oleh komputer

3.10.4 Menerapkan prosedur pemasangan CPU pada komputer

3.10.5 Memilih CPU untuk komputer

4.10.1 Memasang CPU pada komputer

4.10.2 Menggantikan CPU untuk computer

C.      Materi Pokok

•        Diagram blok CPU

•         Data sheet CPU

D.     Materi

1.      Diagram Blok CPU

Sebuah komputer moderen/digital dengan program yang tersimpan di dalamnya merupakan sebuah system yang memanipulasi dan memproses informasi menurut kumpulan instruksi yang diberikan.

Hardware yang dipakai untu membuat modul seperti :

        1.    Register

        2.     Elemen aritmatika dan logika

        3.     Unit pengendali

        4.     Unit memori

        5.    Unit masukan/keluaran (I/O)

Komputer dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu :

        1.   Unit pengolahan pusat (CPU)

        2.   Unit masukan/keluaran (I/O)

        3.   Unit memori

                        

1)          Konsep Bus

Bus adalah merupakan kawat atau sebuah jalur fisik yang berfungsi menghubungkan register-register dengan unit-unit fungsional yang berhubungan dengan tiap-tiap modul.

Pada gambar diatas merupakan cara pemrosesan suatu data melalui control BUS.CPU akan membaca ke memori selanjutnya data dari CPU akan dikirim lalu diroses ke input/output.apabila memerlukan operasi aritmatika maka data kembali dimasukan ke ALU untuk diproses dan disinkronasikan lalu dikirim kembali ke CPU.

a)       Unit kontrol

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.

Tugas dari unit kendali ini adalah: 

      ·       Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 

      ·        Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama 

      ·         Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses. 

     ·       Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU. 

      ·        Menyimpan hasil proses ke memori utama.

                        

b)    Unit Pemroses Sentral (UPS) (bahasa inggris : Central Processing Unit;CPU), merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain, pemroses/prosesor (processor), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

Arsitektur dasar mesin tipe von neumann menjadi kerangka referensi pada komputer digital umum (general-purpose) modern. Sebuah mesin tipe Von Neuman :

                        

Program disimpan dalam unit memori utama yang berhadapan dengan piranti I/O melalui CPU. CPU membaca dari atau menulis ke memori, dengan mengirimkan alamat word ke unit memori melalui bus address kemudian menerima atau mengirimkan data melalui bus data. Data dipertukarkan antara CPU dan Unit I/O juga dengan menggunakan bus data. Operasi disinkronisasikan oleh dua bus control dengan sinyal kendali yang dikirimkan oleh CPU dan sinyal acknowledgment serta sinyal interupsi yang diterima oleh CPU.

2.       Komponen CPU

Diagram blok sederhana sebuah CPU. 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:

·       Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

·       Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama

·      Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.

·       Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.

·        Menyimpan hasil proses ke memori utama.

                    

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.

                

Referensi lain :

3.1. Memahami sistem bilangan (Desimal, Biner, Heksadesimal)

3.2. Menganalisis relasi logika  dasar, kombinasi dan sekuensial (NOT, AND, OR); (NOR,NAND, EXOR, EXNOR); (Flip Flop, counter)

3.3. Menerapkan operasi logika Aritmatik (Half-Full Adder, Ripple Carry Adder)

3.4. Mengklasifikasikan rangkaian Multiplexer, Decoder, Register

3.5. Menerapkan elektronika dasar (kelistrikan, komponen elektronika dan skema rangkaian elektronika)

3.6. Menerapkan dasar dasar mikrokontroler

3.7. Menganalisis blok diagram dari sistem mikro komputer (arsitektur komputer)

3.8. Mengevaluasi Perangkat Eksternal / Peripheral

3.9. Menganalisis memori berdasarkan karakteristik sistem memori (lokasi, kapasitas, kecepatan, cara akses, tipe fisik)

3.10. Menganalisa Struktur CPU dan fungsi CPU

Semoga bermanfaat ... aamiin