“ Komputer adalah mesin yang ditenagai oleh listrik, tetapi fleksibilitas dan kemampuan programnya telah membantu mencapai kesederhanaan alat“. CPU adalah jantung atau otak komputer. Ini menjalankan instruksi yang disediakan untuk itu. Tugas utama adalah melakukan operasi aritmatika dan logis dan mengatur instruksi bersama-sama. Sebelum lanjut ke bagian utama, mari kita mulai dengan melihat apa saja komponen utama CPU dan apa perannya di sana:

Dua komponen utama dari sebuah prosesor

• Control Unit - CU
• Arithmetic and logical unit – ALU

Control unit - CU

Control unit CU adalah bagian dari CPU yang membantu mengatur eksekusi instruksi. Ia memberi tahu apa yang harus dilakukan. Menurut instruksi, itu membantu mengaktifkan kabel yang menghubungkan CPU ke berbagai bagian lain dari komputer termasuk ALU. Unit kontrol adalah komponen pertama dari CPU untuk menerima instruksi untuk diproses.

Ada dua jenis Control unit:

• Control unit yang dipasangi kabel.
• Control unit mikro programmable (mikroprogram).

Hardwired adalah perangkat keras dan memerlukan perubahan pada perangkat keras untuk menambahkan modifikasi, berfungsi sebagai unit kontrol mikro program dapat diprogram untuk mengubah perilaku. CU terprogram lebih cepat dalam memproses instruksi sedangkan mikro programmable lebih fleksibel. 

Arithmetic and logical unit - ALU

Arithmetic and logical unit ALU berfungsi melakukan semua perhitungan aritmatika dan logis. ALU melakukan operasi seperti penjumlahan, pengurangan. ALU terdiri dari rangkaian logika atau gerbang logika yang melakukan operasi ini.

Kebanyakan gerbang logika mengambil dua input dan menghasilkan satu output. Di bawah ini adalah contoh rangkaian setengah adder yang mengambil dua input dan menampilkan hasilnya. Di sini A dan B adalah input, S adalah output dan C adalah carry.

Storage, Registers and Memory

Tugas utama CPU adalah menjalankan instruksi yang diberikan kepadanya. Untuk memproses instruksi ini sebagian besar waktu, ia membutuhkan data. Beberapa data adalah data antara, beberapa dari mereka adalah input dan lainnya adalah output. Data ini bersama dengan instruksi disimpan dalam penyimpanan berikut:

Register

Register adalah sekumpulan kecil tempat data dapat disimpan. Register adalah kombinasi pengait. Kait juga dikenal sebagai flip-flops adalah kombinasi gerbang logika yang menyimpan 1 bit informasi.

Sebuah latch memiliki dua kabel input, kabel tulis dan masukan dan satu kawat output. Kita dapat mengaktifkan kabel tulis untuk membuat perubahan pada data yang disimpan. Ketika kabel tulis di-non-aktifkan outputnya akan tetap sama.

CPU memiliki register untuk menyimpan data output. Mengirim ke memori utama (RAM) akan lambat karena merupakan intermediate data. Data ini dikirimkan ke register lain yang dihubungkan oleh BUS. Register dapat menyimpan instruksi, data output, alamat penyimpanan atau segala jenis data.

Memory (RAM)

Ram adalah kumpulan register yang disusun dan disatukan bersama dengan cara yang dioptimalkan sehingga dapat menyimpan jumlah data yang lebih tinggi. RAM (Random Access Memory) mudah menguap dan data hilang ketika kita mematikan daya. Karena RAM adalah kumpulan register untuk membaca / menulis data, RAM mengambil masukan dari alamat 8 bit, input data untuk data aktual yang akan disimpan dan akhirnya membaca dan menulis enabler yang berfungsi sebagaimana adanya untuk latch.

Apa itu Instruksi ?

Instruksi adalah perhitungan tingkat granular yang dapat dilakukan komputer. Ada berbagai jenis instruksi yang dapat diproses oleh CPU.

Instruksi meliputi:

• Aritmatika seperti menambah dan mengurangi
• Instruksi logika seperti dan, atau, dan tidak
• Instruksi data seperti memindahkan, memasukkan, mengeluarkan, memuat, dan menyimpan
• Mengontrol instruksi Flow seperti goto, jika… goto, call, dan return
• Memberitahu CPU bahwa program telah berakhir Menghentikan

Instruksi diberikan kepada komputer menggunakan bahasa assembly atau dihasilkan oleh compiler atau ditafsirkan dalam beberapa bahasa tingkat tinggi. Instruksi ini sudah tertanam di dalam CPU. ALU berisi aritmatika dan logis dimana aliran kontrol dikelola oleh CU.

Dalam satu siklus jam komputer dapat melakukan satu instruksi tetapi komputer modern dapat melakukan lebih dari satu. Sekelompok instruksi yang dapat dilakukan komputer disebut instruction set.

Faktor yang menjadi pertimbangan untuk kinerja CPU adalah waktu eksekusi instruksi dan kecepatan clock CPU. Jadi untuk meningkatkan kinerja suatu program, kita perlu meningkatkan kecepatan clock atau mengurangi jumlah instruksi dalam suatu program. Kecepatan prosesor terbatas dan komputer modern dengan multi inti dapat mendukung jutaan instruksi per detik. Tetapi jika program yang ditulis memiliki banyak instruksi, ini akan menurunkan kinerja secara keseluruhan.

Penulis : Dika