Upload
ekoanugrah979
View
304
Download
32
Embed Size (px)
Citation preview
PAPER
Mikroprosesor
Sistem dan Cara Kerja ALU dan Memori
EKO ANUGRAH GINTING
1002076
D3. TEKNIK INSTRUMENTASI ELEKTRONIKA MIGAS
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI
(STT MIGAS ) BALIKPAPAN
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Unit Pengolah Pusat (UPP) (bahasa Inggris: 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.
Microprocessor adalah mesin kecil sebagai pemroses dan pengendali utama proses
yang terjadi pada komputer, yang dibuat dalam bentuk chip. Meskipun ukurannya secara fisik
tidak terlalu besar, tetapi pemikir utama dari sebuah komputer adalah pada microprocessor
ini, dan di sinilah proses utama diolah.
Suatu hal yang tak dapat dipungkiri adalah bahwa wajah dunia sangat cepat berubah
sejak ditemukannnya prosesor (sebutan umum untuk mikroprosesor) yang menjadi otak dari
sistem komputer. Dengan kecerdasan dan kecepatan yang dimiliki oleh sebuah prosesor
banyak hal yang dapat dikerjakannya seperti pengendalian alat-alat listrik dan elektronik
rumah tangga sampai pengindaraan dan pengendalian jarak jauh yang tidak lagi dibatasi
jarak, waktu dan ruang. Teknologi prosesor ternyata sangat mudah dan murah untuk
diterapkan pada sistem alat-alat bantu manusia. Televisi, Video CD, Mesin cuci, mobil,
apalagi pesawat udara, pesawat ruang angkasa, satelit dan seterusnya telah menerapkan
teknologi prosesor untuk meningkatkan unjuk kerjanya.
Bagian yang paling utama di dalam sebuah prosesor adalah ALU (Aritmatic and
Logic Unit) atau aritmatika dan logika, adalah salah satu bagian dalam dari sebuah
mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika.
Tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit) adalah melakukan semua perhitungan
aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan
operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan, pengurangan, dan pembagian
dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan
untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder.
Memori ( Memory ) terdiri atas komponen-komponen elektronik yang menyimpan
perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh
insruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memori
biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor.
Memory komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang
masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa
merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih
tersimpan didalam memory, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian
memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memory komputer, maka data tersebut akan
tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memory penuh, maka data yang ada bisa dihapus
sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.
1.2 Rumusan MasalahBerkaitan dengan cara kerja ALU dan Memori seperti yang dipaparkan di atas, maka
penulis dapat membuat sebuah pertanyaan tentang:
1. Apakah peran ALU dalam mikroprosesor ?
2. Bagaimanakah cara kerja memori dalam CPU ?
BAB II
2.1 Pengertian ALU dan MemoryALU (Aritmatic and Logic Unit) atau aritmatika dan logika, adalah salah satu bagian
dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan
aritmatika dan logika. Tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit) adalah melakukan
semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program.
ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Sirkuit elektronik di ALU yang digunakan
untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. Operasi aritmatika itu antara lain :
Tambah, Kurang, Kali, Bagi, sedangkan operasi logika antara lain :
OR,AND,NOT,EXOR,EXNOR dan lain-lain. ALU (Arithmetic and Logic Unit) adalah
sebuah kumpulan gerbang logika yang disatukan untuk dapat mengerjakan beberapa fungsi
tertentu tergantung kontrol yang diberikan.
Memory biasanya disebut sebagai RAM, singkatan dari Random Access Memory.
Memory berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara. Memory bekerja dengan
menyimpan & menyuplai data-data penting yg dibutuhkan Processor dengan cepat untuk
diolah menjadi informasi. Karena itulah, fungsi kapasitas merupakan hal terpenting pada
memory. Dimana semakin besar kapasitasnya, maka semakin banyak data yang dapat
disimpan dan disuplai, yang akhirnya membuat Processor bekerja lebih cepat. Suplai data ke
RAM berasal dari Hard Disk, suatu peralatan yang dapat menyimpan data secara permanen.
2.2 Fungsi ALU dan Memory dalam Komputer
Pada saat menggunakan komputer, pertama kali yang akan kita dapati adalah saat
booting, komputer mulai melakukan pemrograman untuk menuju Sistem operasi
yangdimilikinya, pada saat kita melakukan suatu perintah.misal masuk dalam microsoft
office dan mulai bekerja,maka pada saat itulah prosesor bekerja untuk menghasilkan sebuah
alur yang memerintahkan ALU untuk mengeksekusi hitungan-hitungan operasi aritmatika.
Dan saat itu pula prosesor menyimpan sementara dalam memory.
RAM berfungsi untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat”
yang dibutuhkan. RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen
RAM sudah menggunakan teknologi digital. Dengan RAM, maka Processor tidak perlu
menunggu kiriman data dari HDD. Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s
(PC400), agar tidak menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi
Dual Channel yang dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar
arsitektur menjadi 128-bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat
memasok data dalam jumlah yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).
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). 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.
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 logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk
mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator.
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.
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 CPU dan MikroprosesorUnit Pengolah Pusat (UPP) (bahasa Inggris: 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.
Microprocessor adalah mesin kecil sebagai pemroses dan pengendali utama proses
yang terjadi pada komputer, yang dibuat dalam bentuk chip. Meskipun ukurannya secara fisik
tidak terlalu besar, tetapi pemikir utama dari sebuah komputer adalah pada microprocessor
ini, dan di sinilah proses utama diolah.
Suatu hal yang tak dapat dipungkiri adalah bahwa wajah dunia sangat cepat berubah
sejak ditemukannnya prosesor (sebutan umum untuk mikroprosesor) yang menjadi otak dari
sistem komputer. Dengan kecerdasan dan kecepatan yang dimiliki oleh sebuah prosesor
banyak hal yang dapat dikerjakannya seperti pengendalian alat-alat listrik dan elektronik
rumah tangga sampai pengindaraan dan pengendalian jarak jauh yang tidak lagi dibatasi
jarak, waktu dan ruang. Teknologi prosesor ternyata sangat mudah dan murah untuk
diterapkan pada sistem alat-alat bantu manusia. Televisi, Video CD, Mesin cuci, mobil,
apalagi pesawat udara, pesawat ruang angkasa, satelit dan seterusnya telah menerapkan
teknologi prosesor untuk meningkatkan unjuk kerjanya.
Processing Unit ini berfungsi untuk mengolah data dari input menjadi output.
3.2 Cara Kerja ALU ALU (Aritmatic and Logic Unit) atau aritmatika dan logika, adalah salah satu bagian
dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan
aritmatika dan logika. Tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit) adalah melakukan
semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program.
ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Sirkuit elektronik di ALU yang digunakan
untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. Operasi aritmatika itu antara lain :
Tambah, Kurang, Kali, Bagi, sedangkan operasi logika antara lain :
OR,AND,NOT,EXOR,EXNOR dan lain-lain. ALU (Arithmetic and Logic Unit) adalah
sebuah kumpulan gerbang logika yang disatukan untuk dapat mengerjakan beberapa fungsi
tertentu tergantung kontrol yang diberikan.
Alur ALU dari sebuah prosesor
Agar ALU dapat melakukan proses aritmatika dan logika maka input data ALU harus
dua buah yang masing-masing dinamakan input X (X0, X1,….. X n-1) dan input Y (Y0, Y1,
…… Y n-1 ). Agar proses pada ALU dapat berlangsung maka pada salah satu inputnya harus
dibantu oleh sebuah register Y yang berguna untuk menahan salah satu data yang akan di
proses di input Y. Sedangkan data kedua dapat langsung dimasukkan ke input X.
Ketika sinyal kontrol diberikan ke ALU maka data hasil proses ALU akan terjadi di
outputnya. Agar data ini tidak terganggu oleh yang lain maka data hasil proses itu langsung
dipindahkan ke register Z yang terletak di Output ALU. Data yang sudah berada di register Z
itu akan dapat dipindahkan ke register lain untuk di proses selanjutnya.
Register Y adalah sebuah register yang ditempatkan di salah satu input ALU
(arithmatic and Logic Unit) yang berguna untuk menahan salah satu data yang akan di proses
ALU tersebut. Misalnya ALU diperintahkan untuk menjumlahkan dua buah bilangan 1001
dengan 1100. Maka data operand pertama 1001 harus dimasukkan ke register Y untuk
ditahan sementara di input Y ALU. Setelah itu data operand kedua 1100 langsung
dimasukkan ke input X ALU bersama dengan sinyal control ADD. Hasil dari proses
penjumlahan tersebut akan dimasukkan ke register Z dan Carry out ke Co ALU. Jadi register
Z berguna untuk menahan data hasil proses ALU.
Selain register Y dan register Z ternyata ALU memerlukan register-register lain untuk
membantu tugasnya agar dapat melakukan proses yang benar. Diperlukan register serbaguna
untuk memasukkan data operan pertama ke register Y serta data operan kedua pada input X
dari ALU. Sebelum diproses oleh ALU maka kedua data harus ada secara bersama-sama pada
kedua input ALU tersebut.
Ini adalah gambar proses ALU
.
3.4 Cara Kerja Memori Memori ( Memory ) terdiri atas komponen-komponen elektronik yang menyimpan
perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh
insruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memori
biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Secara
garis besar, memori dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu memori utama dan
memori pembantu.
1. Kapasitas
Kapasitas dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit) atau word. Panjang word yang
umum adalah 8, 16, dan 32 bit.
2. Satuan transfer
Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari
modul memori. Tiga konsep dalam satuan transfer:
• Word. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan
untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
• Addressable Units. Pada sejumlah sistem, Addressable Unit adalah word.
Hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah NA addressable unit
adalah 2= N
• Unit of Transfer. Adalah jumlah bit yang dibaca atau yang dituliskan ke
dalam memori pada suatu saat.
3. Kinerja.
Pada memori utama, terdapat tiga buah parameter unjuk kerja:
• Access Time. Bagi RAM, access time merupakan waktu yang dibutuhkan
untuk melakukan operasi baca atau tulis. Bagi non RAM, access time
adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada
lokasi tertentu.
• Memory Cycle Time. Terdiri dari access time ditambah dengan waktu
tambahan yang diperlukan transient agar hilang pada saluran signal atau
untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.
• Transfer Rate. Transfer rate adalah kecepatan data agar dapat ditransfer ke
unit memori atau ditransfer dari unit memori. Pada RAM, transfer rate =
1/(waktu sikius).
Bagi non RAM terdapat hubungan:
N = TN = TA + R
TN = Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis N bit.
TA = Waktu access rata-rata.
N = Jumlah bit.
R = Kec. transfer, dalam bit per detik (bps).
RAM berfungsi untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat”
yang dibutuhkan. RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen
RAM sudah menggunakan teknologi digital. Dengan RAM, maka Processor tidak perlu
menunggu kiriman data dari HDD. Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s
(PC400), agar tidak menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi
Dual Channel yang dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar
arsitektur menjadi 128-bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat
memasok data dalam jumlah yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).
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). 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.
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 logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk
mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator.
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.
BAB 4
PENUTUP
4.1 Kesimpulan ALU (Aritmatic and Logic Unit) atau aritmatika dan logika, adalah salah satu bagian
dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan
aritmatika dan logika. Tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit) adalah melakukan
semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program.
ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya. Sirkuit elektronik di ALU yang digunakan
untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. Operasi aritmatika itu antara lain :
Tambah, Kurang, Kali, Bagi, sedangkan operasi logika antara lain :
OR,AND,NOT,EXOR,EXNOR dan lain-lain. ALU (Arithmetic and Logic Unit) adalah
sebuah kumpulan gerbang logika yang disatukan untuk dapat mengerjakan beberapa fungsi
tertentu tergantung kontrol yang diberikan.
Memory berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara. Memory bekerja
dengan menyimpan & menyuplai data-data penting yg dibutuhkan Processor dengan cepat
untuk diolah menjadi informasi. Karena itulah, fungsi kapasitas merupakan hal terpenting
pada memory. Dimana semakin besar kapasitasnya, maka semakin banyak data yang dapat
disimpan dan disuplai, yang akhirnya membuat Processor bekerja lebih cepat. Suplai data ke
RAM berasal dari Hard Disk, suatu peralatan yang dapat menyimpan data secara permanen
4.2 Saran1. Mikroprosesor adalah unit penting yang melakukan eksekusi perintah. Maka
gunakan kemampuan ALU dan prosesor tidak melampaui batasnya agar dapat
terjaga baik.
2. Gunakan Memori (RAM) dengan kapasitas yang cukup dan sesuai kerja
Mikroprosesor.
DAFTAR PUSTAKA
http://blog.ub.ac.id/sriningsih/
http://wwwmusti07-informasi.blogspot.com/2009/06/keunggulan-teknik-informasi.html
http://rmp.ums.ac.id/silabi/D400/TKE442/Silabus_Kontrol_Pnematik.doc
http://rmp.ums.ac.id/silabi/D400/TKE442/Silabus_Kontrol_Pnematik.doc
http://digishared.blogspot.com/2010/04/cara-kerja-alu-1-bit.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Mikroprosesor
http://gpinkom.wordpress.com/2008/07/14/prosesor-komponen-dan-cara-kerja/
http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_komputer
http://kur2003.if.itb.ac.id/file/IntroTI-02.pdf
http://rmp.ums.ac.id/silabi/D400/TKE442/Silabus_Kontrol_Pnematik.doc