KONSEP PERKEMBANGAN PEMROSESAN DATA SERTA
HUBUNGANNYA DENGAN UNIT PERHITUNGAN DAN LOGIKA
(ALU) PADA CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT)
Hafizah
Sistem Informasi, STMIK TRIGUNA DHARMA, Medan, trigunadharma.ac.id
Tehnik Informatika, UPI_YPTK PADANG, Padang,
Abstract
Computer is an electronic calculating machine that quickly accepts digital input information and process information according to a set of instructions stored in the computer and generates information that is generated after processing. A list of commands is called computer programs and computer memory storage unit is. Computer functional units are: input, memory, arithmetic and logic, output and control. Broadly speaking, the computer can be divided into four main structures which are all related to each other. The presence of input device (input unit), the presence of Storage device (storage), CPU (Central Processing Unit) as well as the processing unit Divece Output (Output Units). CPU itself is the brain or processing resources on a computer that means working system depend on them. CPU basically have three main components, namely registers,
control unit and arithmetic and logic unit (ALU)
Keywords: Computers, CPU, devices, ALU
Abstrak
Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Daftar perintah tersebut dinamakan computer program dan unit penyimpanannya adalah memory computer. Unit-unit fungsional Komputer adalah : masukan, memori, aritmetika dan logika, keluaran dan control. Secara garis besar komputer dapat dibagi menjadi 4 struktur utama yang keseluruhannya saling berhubungan satu dengan lainnya. Adanya input device (unit masukan), adanya Storage device (tempat penyimpanan), CPU (Central Processing Unit) sebagai unit pemroses serta Output Divece (Unit Keluaran). CPU sendiri merupakan otak atau sumber pemroses pada komputer yang berarti sistem kerja bergantung kepadanya. CPU pada dasarnya mempunyai 3 komponen utama yaitu register, unit kontrol dan unit aritmatika dan logika (ALU)
2. PENDAHULUAN
Pada awalnya komputer merupakan alat bantu hitung sederhana, sehingga sesuai pergantian zaman dan perkembanagan teknologi dan informasi, komputer juga mengalami perkembanagan yang signifikan. Oleh karena itu perkembanagan komputer ini juga menjadi daya tarik tersendiri untuk mengadakan penelitian ilmiah yang berkaitan dengan berkembangnya komputer dan cara kerjanya yang semakin menakjubkan. Komputer yang pada dasarnya memiliki 4 struktur utama yaitu sebagai : unit masukan, unit penyimpanan, unit pemroses dan unit
Permasalahan yang dihadapi adalah bagaimana sebuah komputer mampu mengerjakan seluruh perintah yang dilakukan oleh manusia dan bagiamana kaitannya dengan alat bantu hitung sebagai fungsi utama awal diciptakannya komputer. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk membantu menjawab pertanyaan seputar bagaimana komputer itu bekerja, mengolah perintah yang dilakukan oleh unit pemroses dan bagaimana dengan fungsi awal komputer sebagai alat bantu perhitungan.
3. LANDASAN TEORI
Pada pembahasan kali ini, penelitian ini diambil berdasarkan sumber studi literatur membentuk fungsinya secara bersamaan. Pada bagian ini akan dibahas perkembangan arsitektur CPU dari tiga generasi yaitu Nah dimana awal perkembangan komputer adalah:
1. Pada tahun 1843, seorang professor matematika dari Universitas Cambridge Inggris yang bernama Charles Babbage, menemukan suatu konsep pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan prototipe dari komputer-komputer jaman sekarang. Mesin tersebut dikenal dengan nama Babbage’s Analytical Engine.
Mesin Analitis Babbage merupakan alat mekanis pertama yang mampu dipergunakan untuk menjalankan beberapa algoritma. Artinya mesin tersebut sudah dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan. Programming mesin tersebut dilakukan langsung oleh seorang programmer yang pada waktu itu dilakukan oleh Ada Augusta Lovelace (penemu bahasa ADA sebagai bahasa pemrograman pertama di dunia).
b. Bagian penyimpanan, memuat 1000 Word yang masing-masing terdiri dari 50 digit
desimal. Bagian tersebut digunakan untuk menyimpan operand-operand matematika
dari suatu perhitungan.
c. Bagian pengolah, digunakan untuk melakukan pemrosesan data berdasarkan
instruksi yang diberikan oleh kartu-kartu plong.
d. Bagian output, terdiri dari output tercatat dan output tercetak yang digunakan untuk
anggota Institute of Advance Study di Princention New Jersey yang bekerja sama dengan H.H. Goldstine dan A.W. Binks mengajukan suatu makalah yang menyarankan bahwa dalam pembuatan komputer sebaiknya menggunakan angka binary. Konsep tersebut pada akhirnya menjadi tonggak sejarah dalam terciptanya komputer digital yang akhirnya membawa Neumann pada julukan “promoter of the stored program (software) concept”.
Rancangan dasar mesin yang diberi nama IAS ini adalah konsep Neumann yang menyatakan bahwa pemrograman komputer secara langsung dengan menggunakan banyak tombol dan kabel adalah sesuatu yang melelahkan, lambat dan tidak fleksibel. Untuk itu dia berpikiran bahwa sebuah program dapat diwakili dalam bentuk digital dan tersimpan secara tetap dalam memori komputer secara bersama-sama. Sketsa arsitektur dari rancangan tersebut adalah sepert pada gambar
Dari gambar di atas, dapat diketahui bahwa mesin Neumann memiliki lima bagian utama
sebagai berikut :
1. Unit Input untuk membaca data dan instruksi yang diberikan.
2. Main Memory terdiri dari 4096 Word satu word memuat 40 bit biner.
3. Arithmetic Logic sebagai bagian yang berfungsi sebagai unit pemrosesan.
4. Control Unit sebagai pengendali kerja antar komponen arsitektur.
5. Unit Output untuk menampilkan hasil pengolahan data yang dilakukan ALU dan CU.
Dari arsitektur mesin tersebut terlihat bahwa mesin ini sudah memiliki bagian-bagian yang menjadi prototipe
komputer modern yaitu Arithmetic Logic dan Control Unit yang merupakan bagian dari Central Processing Unit.
3. Pada tahun 1980-an mulai terbentuk komputer modern
Gambar diatas merupakan arsitektur CPU modern secara umum. Dapat dilihat bagian-bagian CPU yang lebih lengkap seperti Register, Control Unit, Kendali I/O (Interconection) dan Arithmetic Logic Unit.
Dibawah ini merupakan gambar bagian –bagian dari CPU modern secara umum.
Dimana terdapat tugas dan fungsi dari masing-masing bagian yang dapat dijabarkan sebagai berikut:
- Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer
sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi - fungsi operasinya
- Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
- 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.
Sehingga dari bagian-bagian tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa CPU mempunya fungsi untuk:
- Menjalankan program - program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi - instruksi, menguji instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.
- Proses Eksekusi Program adalah dengan mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu operasi pembacaan instruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan instruksi (execute).
Prinsip operasi pada CPU dapat dibagi menjadi 4 prinsip utama, yang dapat digambarkan sebagai berikut:
Jika dijabarkan fungsi operasi-operasi tersebut adalah sebagai berikut:
Fungsi Operasi Pengolahan Data yaitu bagaimana data di proses oleh unit kontrol untuk disimpan kedalam unit penyimpanan. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini:
Fungsi Operasi Penyimpanan Data yaitu dimana data disimpan pada unit penyimpanan setelah terjadai pemrosesan yang dilakukan oleh unit kontrol, seperti terlihat pada gambar:
Fungsi Operasi Kontrol yaitu mencakup seluruh proses pengontrolan data dari tempat penyimpanan data maupun unit pemroses data.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Yang terjadi sebenarnya pada komputer modern saat ini adalah bukan fungsi utama penciptaan komputer yang berubah, namun lebih kepada penambahan kemampuan mengolah data dan kecepatannya mengolah instruksi perintah yang semakin baik diterapkan.
Arithmetic (perhitungan matematiknya) tidak mengalamai peruabahan fungsi, namun ukuran dan kapasitas pendukung kerja perhitungannya yang bertambah. Dengan ukuran yang semakin kecil mampu menyumbangkan kapasitas perhitungan dengan jumlah yang semakin besar. Menyebabkan kebanyakan dari komputer generasi lama yang ukurannya besar dan kapasitas untuk bekerja yang sedikit tersaingi dan mulai ditinggalkan.
