Pengantar teknologi informasi .:: Prosesor dan memori : :.

1. DEDED RAMAD KAMDA, S.KOM Pengantarteknologiinformasi.::Prosesordanmemori::.

2. Pendahuluan • Alatpemrosesadalahalatdimanainstruksi-instruksiprogram diprosesuntukmengolah data yang sudahdimasukkanmelaluialat input danhasilnyaakanditampilkanpadaalat output. • alatpemrosesterdiridari Central Processing Unit (CPU) danmemoriutama(main memory). • CPU terdiridarikomponen-komponen Control Unit, Arithmatic Logic Unit (ALU), danregister. • memori utama terdiri dari Random Access Memory (RAM) dan Read Only Memory (ROM).

3. Gambar Dari bukuJogianto

4. Central Processing Unit (CPU) • CPU merupakantempatpemrosesinstruksi-instruksi program, yang padakomputermikrodisebutdenganpemrosesmikro(microprocessor). Pemrosesiniberupa chip yang terdiridariribuanhinggajutaanIC. Dalamduniadagang, pemrosesinidiberinamasesuaidengankeinginanpembuatnyadanumumnyaditambahdengannomorseri, misalnyadikenalpemroses Intel 80486 DX2-400 (buatan Intel denganseri 80486 DX2-400 yang dikenaldengankomputer486 DX2), Intel Pentium 100 (dikenaldengankomputer Pentium I)

7. Unit Kendali • Unit inibertugasmengaturdanmengendalikansemuaperalatanyang adapadasistemkomputer. Unit kendaliakanmengaturkapanalat input menerima data dankapan data diolahsertakapanditampilkanpadaalat output. Unit inijugamengartikaninstruksi-instruksidariprogram komputer, membawa data dari alat input ke memori utama, dan mengambil data dari memori utama untuk diolah.

8. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah: • 1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. • 2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. • 3. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk • diproses. • 4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika • atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU. • 5. Menyimpanhasilproseskememoriutama.

9. Arithmaticdan Logic Unit (ALU) • Tugasutamadari ALU adalahmelakukansemuaperhitunganaritmatikayang terjadisesuaidenganinstruksi program. ALU melakukansemuaoperasiaritmatikadengandasarpenjumlahansehinggasirkuitelektronik yang digunakandisebutadder.

10. Register • Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatanaksescukuptinggi, yang digunakanuntukmenyimpan data daninstruksi yang sedangdiprosessementara data daninstruksilainnyayang menunggugiliranuntukdiprosesmasihdisimpandidalammemoriutama.

11. Accumulators - dapatdigunakansebagai holding data dalamkalkulasi. • Address Registers - digunakanuntukmenyimpanpenempatanmemoridata atauinstruksiuntukdigunakanolehsuatu program. • Stack Pointer - register inidigunakanselama sub-routine yang bersarangdanbertumpukdidasarkanaritmatika. • Status Register - register inimenyediakansuatulayananpadaCPU denganpemeliharaan status operasi yang terakhir yang dilaksanakanolehALU. • Instruction Pointer - kadang-kadangdikenalsebagai program counter, pointer dapatmeresponuntukalamatmemoridariinstruksiberikutnya yang akan di eksekusi.

12. ada tiga macam memori yang dipergunakandidalamsistemkomputer • 1. Register, digunakanuntukmenyimpaninstruksidandata yang sedangdiproses. • 2. Main memory, dipergunakanuntukmenyimpaninstruksidandata yang akandiprosesdanhasilpengolahan. • 3. Secondary storage, dipergunakanuntukmenyimpanprogram dandata secarapermanen.

13. Adabanyakregister yang terdapatpada CPU • 1. Instruction Register (IR) digunakanuntukmenyimpancinstruksiyang sedangdiproses. • 2. Program Counter (PC) adalah register yang digunakanuntukcmenyimpan alamat lokasi dari memori utama yang berisicinstruksiyang sedangdiproses. Selamapemrosesaninstruksioleh CPU, isidari PC diubahmenjadialamatdarimemoriutamayang berisiinstruksiberikutnya yang mendapatgiliranakandiproses, sehinggabilapemrosesansebuahinstruksiselesaimakajejakinstruksiselanjutnyadimemoriutamadapatdenganmudahdidapatkan. • 3. General Purpose Register, yaitu register yang mempunyaikegunaan umum yang berhubungan dengan data yang sedangdiproses. Sebagaicontoh, register jenisiniyang digunakan untuk menampung data yang sedang diolah disebutdenganoperand register, sedanguntukmenampunghasilpengolahandisebutaccumulator.

14. Adabanyakregister yang terdapatpada CPU • 4. Memory Data Register (MDR) digunakanuntukmenampungdata atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU ataumenampung data yang akandirekamkememoriutamadarihasilpengolahanoleh CPU. • 5. Memory Address Register (MAR) digunakanuntukmenampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

15. Array Processor • Bilasejumlahbesardariperhitunganharusdilakukan, makauntukmempercepatprosesbiasanyadipergunakan unit tambahanyang disebutdenganarray processor atau co-processor. • Denganperkembanganteknologisekarang, unit pemrosestambahaninisudahtidakdiperlukanlagikarenapemrosesmikro yang adasudahmampumenanganiperhitungandengankemampuandankecepatan yang sangattinggi. Teknologipemrosestambahaninidiperlukanuntukkomputer-komputermikro lama, misalnyayang masih menggunakan pemroses utama seri 8088 hingga 80486.

16. MemoriUtama • CPU hanya dapat menyimpan data dan instruksi di register yang berukurankecilsehinggatidakdapatmenyimpansemuainformasiyang dibutuhkan untuk keseluruhan proses program. Untuk mengatasihalini, maka CPU harusdilengkapidenganalatpenyimpan yang berkapasitaslebihbesaryaitumemoriutama.

17. Random Access Memory (RAM) • Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akanvdisimpanterlebihdahuludimemoriutama, khususnya RAM, yang dapatdiaksessecaraacak (dapatdiisi/ditulis, diambil, ataudihapusisinya) olehpemrogram.

18. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama • 1. Input storage, digunakanuntukmenampung input yang dimasukkanmelaluialat input. • 2. Program storage, digunakanuntukmenyimpansemuainstruksi-instruksi program yang akan diakses. • 3. Working storage, digunakanuntukmenyimpan data yang akandiolahdanhasilpengolahan. • 4. Output storage, digunakanuntukmenampunghasilakhirdaripengolahandata yang akanditampilkankealat output.

20. Read Only Memory (ROM) • ROM hanyadapatdibacasehinggapemrogramtidakbisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnyaberupasistemoperasi yang terdiridariprogram-program pokokyang diperlukanolehsistemkomputer, sepertimisalnya program untukmengaturpenampilankarakterdilayar, pengisiantombolkuncipapanketikuntukkeperluankontroltertentu, danbootstrap program. Program bootstrap diperlukanpadasaatpertamakali sistemkomputerdiaktifkan. Prosesmengaktifkankomputerpertama kali inidisebutdengan booting, yang dapatberupacold booting atauwarmbooting.

21. Cold booting merupakanprosesmengaktifkansistemkomputerpertamakali untukmengambil program bootstrap darikeadaanlistrikkomputermati (off) menjadihidup (on). • warm booting merupakanprosespengulanganpengambilan program bootstrap padasaatkomputermasihhidupdengancaramenekantigatomboltombolpadapapanketiksekaligus, yaituCtrl, Alt, dan Del. Prosesinibiasanyadilakukanbilasistemkomputermacet(crash), daripadaharusmematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali. • Instruksi-instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau firmware karena hardware dan software dijadikansatuolehpabrikpembuatnya. • ROM bersifat non volatile supaya isinya tidak hilang bila listrik komputerdimatikan.

22. JenisJenis ROM • ROM yang dapatdiprogramkembaliadalah PROM (Programmable Read Only Memory), yang hanyadapatdiprogramsatu kali danselanjutnyatidakdapatdiubahkembali • EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapatdihapusdengansinar ultraviolet sertadapatdiprogramkembaliberulang-ulang. • EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapatdihapussecaraelektronikdandapatdiprogramkembali.

24. Hubungan CPU, Memori, Dan Alat I/O • Hubungan antara CPU dengan memori utama ataupun dengan alatalat input/output (I/O) dilakukanmelaluisuatujalur yang disebutdenganbus. • Hubunganantara CPU denganmemoriutamamelaluijalurbus yang dilekatkanpada MDR, MAR, dan unit kendalidalamCPU. Sedangkanbus yang menghubungkan CPU denganalat-alatI/O tidak dilekatkan langsung ke alat-alat I/O, tetapi dapat dilakukan melaluisuatualatI/O port atau DMA controller atau I/O channel.

26. JenisBus • Bus merupakansuatusirkuit yang merupakanjalurtransportasiinformasiantaraduaataualat-alatdalamsistemkomputer. • Bus yangmenghubungkanantara CPU denganmemoriutamadisebutdenganinternal bus • sedang yang menghubungkan CPU dengan alat-alat I/Odisebutexternal bus. • Di dalam internal bus, hubunganantaraCPU denganmemoriutamadilakukanmelaluidata bus yang dihubungkandenganMDR, danmelaluiaddress bus yang dihubungkandenganMAR, sertamelaluicontrol bus yang dihubungkandengan control unit.

27. PemrosesanInstruksi • TahappertamadaripemrosesansuatuinstruksiolehCPU disebutdenganinstruction fetch, yaituproses CPU mengambilataumembawainstruksidarimemoriutamake CPU. Tahapselanjutnya(kedua) disebutinstruction execute, yaitu proses dari CPU untukmengerjakaninstruksi yang sudahdiambildari memori utamadansudahberadadiIR register. • Waktu yang dibutuhkanuntukmenyelesaikantahappertamadisebutwaktuinstruksi (instruction time), danwaktu yang dibutuhkanuntukmenyelesaikantahapkeduadisebutwaktueksekusi(execution time). Sedangkan total waktu yang dibutuhkanuntukkeduatahaptersebutdinamakanwaktusiklus(cycle time).