BAB IV SISTEM KOMPUTER - C. Central Processing Unit

Central Processing Unit (CPU) adalah otak dari sebuah komputer, yang berisi semua sirkuit yang dibutuhkan untuk memproses input, menyimpan data dan hasil keluaran. CPU selalu mengikuti instruksi program komputer yang memberitahukan data mana yang harus diproses dan bagaimana memprosesnya. Misalnya, program kalkulator sederhana mungkin memerintahkan CPU untuk mengambil dua angka, 2 dan 2, menambahkannya, dan mengirimkan kembali hasilnya. CPU dapat memproses setiap instruksi program komputer dengan mudah karena ada Control Unit (CU) dan Arithmetic Logic Unit (ALU). CU tahu bagaimana menafsirkan instruksi program, sedangkan ALU tahu bagaimana menambahkan angka. Dengan penggabungan CU dan ALU, CPU dapat memproses program yang jauh lebih kompleks daripada kalkulator sederhana.

Gambar 4.C.1 Layer pada CPU

Secara fisik, CPU adalah sirkuit terintegrasi atau yang juga dikenal dengan nama chip. Dengan kata lain, CPU merupakan sirkuit terpadu yang mengintegrasikan jutaan atau miliaran komponen listrik kecil, mengaturnya, dan menyesuaikan semuanya dalam sebuah kotak yang ringkas. CPU sendiri memiliki beberapa lapisan (layer) yang bisa divisualisasikan seperti pada Gambar 4.C.1 Gerbang sirkuit dan logika merupakan bentuk abstraksi dalam pengaturan operasi dari CPU, sedangkan chip merupakan bentuk fisiknya.

Secara abstraksi, dalam melakukan perhitungan, CPU mengombinasikan berbagai gerbang logika menjadi sebuah gerbang sirkuit. Gerbang logika bekerja pada bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan cara mengambil dua input biner, melakukan operasi pada mereka, dan mengembalikan output. Ada tujuh jenis Gerbang logika, yaitu OR, NOR, AND, NAND, XOR, XNOR, dan NOT seperti ditunjukan pada Gambar 4.C.2 beserta tabel logikanya yang ditunjukan pada Tabel 4.C.1:

Gambar 4.C.2 Berbagai Jenis Gerbang Logika

Tabel 4.C.1 Tabel Logika

Seperti disebutkan sebelumnya, kalian bisa menggabungkan beberapa gerbang logika untuk membentuk sebuah sirkuit. Sebagai contoh, Gambar 4.C.2 ialah sirkuit yang terdiri atas gabungan dua buah gerbang logika yang kemudian diikuti dengan tabel logikanya, yang ditunjukan pada Tabel 4.C.2

Gambar 4.C.3 Contoh sirkuit dengan dua gerbang logika.

Tabel 4.C.2 Tabel Logika Untuk Gambar 4.C.3

Kita bahkan dapat menggabungkan beberapa gerbang logika untuk membuat rangkaian yang melakukan perhitungan matematika sederhana, misalnya kita akan membuat operasi pertambahan C = A + B, sebagai contoh A = 3 dan B = 2. Sebelum dapat melakukan operasi penjumlahan ini, kita harus mengubah bilangan A dan B ke dalam bilangan biner dua digit, seperti terlihat pada Tabel 4.C.3. 

Tabel 4.C.3 Tabel Logika untuk Operasi Penjumlahan

Berikut ialah penggabungan gerbang logika yang menghasilkan nilai yang sama.

Gambar 4.C.4 Contoh sirkuit penambahan bilangan biner dua digit.